CeO_2掺杂引起SnO_2压敏电阻的晶粒尺寸效应

研究了掺CeO2对SnO2Co2O3Ta2O5压敏电阻器性能的影响。研究发现:随着x(CeO2)从0增加到1%,压敏电压从190 V/mm增加到205 V/mm,相对介电常数从3 317减小到2 243,晶粒平均尺寸从12.16 mm减小到6.23 mm,在晶界上的Ce4+阻碍了SnO2晶粒的生长。为了解释样品电学非线性性质的起源,笔者提出了SnO2Co2O3Ta2O5CeO2晶界缺陷势垒模型。同时,对该压敏电阻器进行了等效电路分析,试验测量与等效电路分析结果相符。     

钕掺杂对SnO_2·Co_2O_3·Nb_2O_5压敏电阻瓷电性能的影响

通过对样品的伏安特性,晶界势垒的测量和分析,研究了Nd2O3对SnO2·Co2O3·Nb2O5压敏电阻瓷电性能的影响。发现掺入x(Nb2O3)为0.050%的样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为460.69 V/mm,密度为6.812 g/cm3,非线性系数为18.7。为了说明电学非线性的起源,提出了SnO2压敏材料的一个缺陷势垒模型。     

(Li,Nb)掺杂SnO_2压敏材料的电学非线性研究

研究了掺锂对 Sn O2 压敏电阻器性能的影响。研究发现 L i 对 Sn4 的取代能明显提高陶瓷的烧结速度和致密度 ,且能大幅度改善材料的电学非线性性能。掺入 x(L i2 CO3)为 1.0 %的陶瓷样品具有最高的密度 (ρ=6 .77g/ cm3)、最高的介电常数 (ε=185 1)、最低的视在势垒电场 (EB=6 8.86 V/ mm)和最高的非线性常数 (α=9.9)。对比发现 ,Na 由于具有较大的离子粒半径 ,其掺杂改性性能相对较差。提出了 Sn O2 · L i2 CO3· Nb2 O5晶界缺陷势垒模型     

（Li,Nb）掺杂SnO2压敏材料的电学非线性研究

研究了掺锂对SnO2压敏电阻器性能的影响.研究发现Li+对Sn4+的取代能明显提高陶瓷的烧结速度和致密度,且能大幅度改善材料的电学非线性性能.掺入x(Li2CO3)为1.0%的陶瓷样品具有最高的密度(P=6.77g/cm3)、最高的介电常数(ε=1851)、最低的视在势垒电场(EB=68.86V/mm)和最高的非线性常数(α=9.9).对比发现,Na+由于具有较大的离子粒半径,其掺杂改性性能相对较差.提出了SnO2@Li2CO3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.     

MnCO_3掺杂对SnO_2·Ni_2O_3·Nb_2O_5压敏材料性能的影响

研究并分析了 Ni3+ 掺杂和 Co2 + 掺杂对 Sn O2 压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响。研究了掺Mn2 +对 Sn O2 · Ni2 O3· Nb2 O5压敏材料性能的影响。发现 x(Mn CO3)为 0 .10 %时 ,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=6 86 .89V/ m m)和最好的电学非线性性能 (α=12 .9)。样品的收缩率和致密度变化趋势不一致 ,这是因为样品的致密度是由收缩率和 Mn CO3的挥发量两因素共同决定的     

掺Y对二氧化钛低压压敏陶瓷性能的影响

通过对样品密度、介电常数、I-V特性及晶界势垒特性的测定和分析,研究掺Y对(Y,Nb)掺杂的二氧化钛低压压敏-电容性能的影响.掺入x(Y2O3)0.60%的样品显示出最高的非线性常数(α=7.86)以及最高的相对介电常数(εr=8.54×104)和样品密度(可达理论密度的98.8%),与该样品最高且窄的晶界缺陷势垒相一致,是一种较为理想的压敏-电容陶瓷.提出了TiO2@Y2O3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.     

MnCO3掺杂对SnO2·Ni2O3·Nb2O5压敏材料性的影响

研究并分析了Ni3+掺杂和Co2+掺杂对SnO2压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响.研究了掺Mn2+对SnO2@Ni 2O3@Nb2O 5压敏材料性能的影响.发现x(MnCO3)为0 10%时,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=686 89 V/mm)和最好的电学非线性性能(α=1 2 9).样品的收缩率和致密度变化趋势不一致,这是因为样品的致密度是由收缩率和MnCO3的挥发量两因素共同决定的.     

MnCO3掺杂对SnO2·Ni2O3·Nb2O5压敏材料性能的影响

研究并分析了Ni3+掺杂和Co2+掺杂对SnO2压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响.研究了掺Mn2+对SnO2@Ni 2O3@Nb2O 5压敏材料性能的影响.发现x(MnCO3)为0 10%时,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=686 89 V/mm)和最好的电学非线性性能(α=1 2 9).样品的收缩率和致密度变化趋势不一致,这是因为样品的致密度是由收缩率和MnCO3的挥发量两因素共同决定的.     

TiO2掺杂导致的SnO2压敏陶瓷晶粒尺寸效应

研究了TiO2掺杂对SnO2-Co2O3-Nb2O5系压敏陶瓷材料电学性能的影响。掺入x(TiO2)为1.00%的陶瓷样品具有最高的密度(r = 6.82 g/cm3),最高的视在势垒电场(EB= 476 V/mm),最高的非线性系数(a = 11.0),最小的相对介电常数。未掺杂的样品阻抗最大。随TiO2掺杂量的增加晶粒逐渐变小,晶粒尺寸的减小归因于未固溶于SnO2晶格而偏析在晶界上的TiO2阻碍相邻SnO2晶粒融合。为了解释SnO2-Co2O3-Nb2O5-TiO2系电学非线性性质的根源,对前人的晶界缺陷势垒模型进行了修正。     

Mn掺杂的SnO2·ZnO·Nb2O5压敏材料

研究了MnCO3掺杂对SnO2-ZnO-Nb2O5压敏材料压敏-介电性能的影响,研究中发现,掺入x(MnCO3)为0.08%的样品显示出最高的非线性系数(α=8.2),最高的势垒高度(φB=1.11eV),最高的击穿电场(E=466.67V/mm)。研究中同时发现,SnO2-ZnO-Nb2O5压敏材料的相对介电常数在573～673K间出现峰值,峰值随MnCO3掺入量的增加而增大,掺入x(MnCO3)为0.3%的样品在593K时,显示出最高的相对介电常数(εr=1.886×104)。     

(Ba,Co,Nb)掺杂SnO2压敏材料电学非线性的研究

通过对样品的伏安特性，晶界势垒的测量和分析，研究了BaCO3对新型(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料微观结构和电学性质的影响。晶界势垒高度测量表明，SnO2晶粒尺寸的迅速减小是压敏电压急剧增高的原因。对Ba含量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。掺杂x(BaCO3)=0．4％的SnO2压敏电阻击穿电压为最小(140V／mm)；掺杂x(BaCO3)-0．8％的SnO2压敏电阻具有最高非线性系数(α=19．6)，最高的势垒电压(ψB=1．28eV)。     

(Cd,Co,Nb)掺杂的SnO2压敏材料的电学性质

研究了Cd对(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料电学性质的影响。组分为97．65％SnO2 O．75％Co2O3 0．10％Nb2O5 1．50％CdO的压敏电阻具有最大非线性系数(a=22．2)和最高的势垒(ψB=0．761eV)．当CdO的摩尔分数从0增加到3％时，(Co，Nb)掺杂SnO2压敏电阻的击穿电压从366V／mm增大到556V／mm，1kHz时的相对介电常数从1429减小到1108。晶界势垒高度测量揭示，SnO2的晶粒尺寸的减小是击穿电压增高和介电常数减小的主要原因。对Cd掺杂量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。     

SiO_2掺杂SnO_2-ZnO-Nb_2O_5压敏陶瓷的电学特性

研究了 Si O2 掺杂对 Sn O2 - Zn O- Nb2 O5 压敏陶瓷的影响。实验结果表明 ,Si O2 可以十分显著地影响Sn O2 - Zn O- Nb2 O5 压敏陶瓷的物理和电子性质。掺杂范围为 0 .0 5 %～ 0 .40 % (摩尔分数 )时 ,材料密度在 6.2 1～ 6.5 6g/ cm3之间变动 ,非线性系数在 7.42～ 12 .80之间。烧失率、势垒电压和非线性系数的测量均表明 :掺有x (Si O2 ) =0 .2 %的 Sn O2 - Zn O- Nb2 O5 压敏陶瓷的非线性最好 ,其势垒电压为 0 .67e V,非线性系数达 12 .80     

(Cu,Mg,Nb)掺杂的SnO2压敏材料的性质

研究了 Cu O对 Sn O2 · Mg O· Nb2 O5压敏材料的密度、非线性特性、介电常数的影响。实验发现 ,适当掺杂 Cu O不仅能增大 Sn O2 · Mg O· Nb2 O5材料的致密度 ,而且能提高非线性系数 ,减小漏电流。掺 2 % Cu O(摩尔比 )时 ,Sn O2 · Mg O· Nb2 O5材料的致密度达到理论值的 93% ,非线性系数 α高达 9.5 ,压敏电压 V1 m A高于4 2 3V/ mm。在 2 0～ 2 0 0°C温度范围和 0 .1～ 10 0 0 k Hz频率范围 ,Sn O2 · Cu O· Mg O· Nb2 O5的介电常数变化很小 ,应用晶界缺陷势垒模型 ,对 Sn O2 · Cu O· Mg O· Nb2 O5材料压敏特性进行了解释。     

ZnO-Bi2O3-BN-Sb2O3基压敏陶瓷的物相演化及电性能

采用还原-再氧化工艺制备了ZnO-Bi2O3-BN-Sb2O3(ZBBS)基压敏陶瓷,系统研究了不同再氧化温度下ZBBS基压敏陶瓷物相演化与电性能之间的关系。结果表明,再氧化温度低于800℃时,样品非线性特性较差;当再氧化温度升高到850℃时,由于富Bi2O3相的形成,使得压敏陶瓷具备明显的非线性特性,其非线性系数α=39.2,漏电流密度JL=0.07μA/cm2。采用还原-再氧化工艺制备的压敏陶瓷有望应用于贱金属内电极多层片式压敏电阻(MLVs),以降低MLVs生产成本。     

SiO_2对SnO_2·CoO·Nb_2O_5压敏电阻非线性电学性质的影响

对 Si O2 掺杂的 Sn O2 · Co O· Nb2 O5 压敏电阻非线性电学性质进行了研究 ,并对其微观结构进行了电镜扫描 ,且对其晶界势垒高度进行了测量。实验表明 x(Si O2 ) =0 .3%掺杂的 Sn O2 · Co O· Nb2 O5 压敏电阻的非线性系数 α高达 30 ,并且具有最高的击穿电场 (375 V/ mm)。采用 Gupta- Carlson缺陷模型对晶界肖特基势垒高度随Si O2 的添加而变大的现象进行了理论解释。     

Y~(3+)掺杂ZnO压敏陶瓷的微结构和电性能研究

采用两步烧结法制备了Y3+掺杂的(以Y(NO3)3·6H2O形式加入)ZnO压敏陶瓷,通过XRD、SEM和EDX系统研究了Y3+掺杂量对ZnO压敏陶瓷微结构和电性能的影响。结果表明:随着Y3+掺杂量的增加,电位梯度VT和非线性系数α提高,晶粒尺寸减小,施主浓度Nd和晶界态密度Ns降低,势垒宽度ω增大。当掺杂的x[Y(NO3)3·6H2O]为1.2%、烧结温度为1100℃时,ZnO压敏陶瓷电性能最好,其VT为675V/mm,α为63.9,漏电流IL为2.40μA。     

Sr引起的(Co,Ta)掺杂SnO2压敏陶瓷的晶粒尺寸效应

研究了SrCO3对(Co,Ta)掺杂的SnO2压敏陶瓷的微观结构和电学性质的影响。当x(SrCO3)从0增加到2.5%,该SnO2压敏陶瓷的压敏临界电场强度从318V/mm猛增到3624V/mm,而相对介电常数从1509大幅降至69。当x(SrCO3)为2.0%时,样品的压敏电场和非线性系数分别为2204V/mm和24;添加x(SrCO3)为2.5%的样品的压敏电场和非线性系数分别为3624V/mm和22。     

钨掺杂对二氧化钛压敏电阻瓷电性能的影响

通过对样品的伏案性质、介电常数以及晶界势垒的测量和分析,研究了WO3对TiO2压敏电阻瓷电性能的影响。研究发现掺入x(WO3)为0.25%的样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为42.5V/mm,非线性系数α达到9.6,以及较高的相对介电常数(εr=7.41×104),是一种具有较好潜力的电容-压敏电阻器。通过不同烧结温度的实验,发现1 350℃是最佳烧结温度。类比ZnO压敏材料的晶界势垒模型,提出了适合TiO2压敏材料的肖特基势垒模型。     

掺杂Y2O3氧化锌压敏陶瓷的显微组织及电性能

采用掺杂Y2O3、高能球磨和低温烧结技术,制备了电位梯度(ES)达1 934~2 197 V/mm、非线性系数(α)为20.8~21.8、漏电流(IL)为0.59~1.04μA、密度(ρ)为5.46~5.57 g/cm3的氧化锌压敏陶瓷。利用电子探针观察了压敏陶瓷的分布和形貌。X-射线衍射仪(XRD)证实了Y4样品(x(Y2O3)=0.1%)中Y2O3相的存在。随着Y2O3含量的增加,ES、α提高,IL、ρ和晶粒尺寸(D)降低;施主浓度(Nd)及界面态密度(Ns)降低,而势垒高度(φB)和势垒宽度(ω)增大。