TiO2掺杂对低压ZnO压敏电阻性能的影响

研究了TiO2掺杂量及制备工艺对ZnO压敏电阻性能的影响。TiO2掺压超过一定量时,压敏场强就不再降低,而非线性系数却一直下降,漏流迅速增大,使性能劣化。因此,要控制TiO2掺杂量在适当范围内。粉料煅烧温度和烧成的高低也直接影响ZnO压敏电阻性能。     

ZnO-玻璃系压敏电阻老化特性研究

研究了ZnO–玻璃系压敏电阻的直流老化特性、交流老化特性和大电流冲击老化特性。在恒定直流偏压作用下,ZnO–玻璃系压敏电阻伏–安特性出现非对称性蜕变,非欧姆特性降低。在交流偏压作用下,ZnO–玻璃系压敏电阻伏–安特性出现对称性蜕变。在脉冲大电流作用下,其伏安特性也呈现出非对称性蜕变。适当的低熔点氧化物和一价离子掺杂可改善样品的老化性能。还利用原子缺陷势垒模型对几种老化现象进行了理论分析。     

La2O3的掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明,随着La2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增,非线性系数先增加后减小,而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现,在1 000 ℃烧结温度下,La2O3的质量分数为0.25%时,ZnO压敏电阻的综合性能最好,其电位梯度为532.2 V/mm,非线性系数为41.6,漏电流为3.3 μA。     

微波等离子烧结ZnO/Bi2O3系压敏电阻研究

采用常规微波和微波等离子对比烧结ZnO/Bi2O3系压敏电阻发现:两者均可快速成瓷,烧结时间由常规的20 h减少到45 min;烧结后,ZnO晶粒细小(约1μm)均匀,相比而言,等离子更有利于压敏电阻烧结。45 min等离子烧结后,压敏电阻瓷体密度为5.01 g/cm3,ZnO压敏电阻中已有尖晶石相(Zn7Sb2O12)生成,烧结时瓷体收缩均匀,漏电流小,但稳定度差。采用“液相掺杂”可以提高压敏电阻在微波等离子烧结后的电性能稳定度,液相加入比例范围为5%~15%。     

(Nb,Mg,Al)多元掺杂对ZnO压敏材料电学性质的影响

研究了(Nb,Mg,Al)多元掺杂对ZnO压敏材料电学性能的影响。施主Nb离子的掺杂显著提高了压敏电阻的势垒高度,这与它能提供晶界势垒形成所必需的正电荷和负电荷直接相关。小半径离子Mg和Al易于处在ZnO的填隙位置,适量的掺杂也能提高晶界势垒高度,这与处在填隙位置的金属离子能提供正电荷和负电荷有关。而且填隙掺杂还能有效地改善陶瓷的致密度和均匀度,从而降低了ZnO压敏电阻漏电流、残压比和提高了非线性。(Nb,Mg,Al) 多元掺杂的ZnO压敏电阻的漏电流、残压比和非线性系数分别达到了 0.3 mA、V40kA/V1mA 2.5和a 110。     

ZnO取代BaO的钡硼硅微晶玻璃的性能与机理研究

采用固相合成法制备高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料,研究了不同质量分数的ZnO等量取代BaOB2O3-SiO2体系中BaO后对钡硼硅系微晶玻璃的热学、力学和电学性能影响,并结合XRD、SEM微观分析对其进行机理研究。结果表明,当ZnO的质量分数小于3%时,随着ZnO含量增加,能促进玻璃析晶,且石英晶相转变为方石英晶相的含量开始减少,瓷体更致密,抗弯强度增大;但ZnO的质量分数达到5%时,B2O3析出量增加,使液相烧结不完全,玻璃相显著增加,导致该体系微晶玻璃抗弯强度急剧下降,介电损耗增大。     

氧化锌压敏电阻用掺杂粉体的水热合成

以氧化锌为原料,添加其它掺杂金属氧化物,在水热高温、高压下一次性合成ZnO压敏电阻用掺杂粉体,利用SEM和XRD研究了前驱体配比、水热温度、反应介质对掺杂氧化锌生长的影响,用此掺杂氧化锌粉体制备的ZnO压敏电阻的非线性系数达到43.48。     

集成电路过压保护用ZnO压敏电阻的研制

为获得集成电路过电压保护用低压压敏电阻,以中压ZnO压敏电阻的配方为基础,通过研究与实验,确定了采用添加晶粒助长剂TiO2和籽晶、晶界稳定剂硼银玻璃和Ta2O5,低温烧结等途径,研制出了低压ZnO压敏电阻。测试结果表明,该ZnO压敏电阻的压敏电压为15~25V,漏电流小(<2μA),非线性特性好(α>29)。     

籽晶分步包膜法掺杂改进ZnO的压敏电阻特性

通过籽晶分步包膜法ZnO复合掺杂物制备技术的研究,以及与其他三种不同工艺方法处理ZnO压敏电阻片掺杂物复合粉体的对比,特别是在复合掺杂物性能、混合浆料性能、喷雾造粒性能、电气性能和显微结构等方面的对比,得出籽晶分步包膜沉淀可以获得离子级混合均匀的ZnO复合掺杂物,经过喷雾造粒提高成型性能.最终,使ZnO压敏电阻片电位梯度和能量吸收能力得到了显著提高,分别达到2.6kV/cm和270J/cm3.     

籽晶分步包膜法掺杂改进ZnO的压敏电阻特性

通过籽晶分步包膜法ZnO复合掺杂物制备技术的研究,以及与其他三种不同工艺方法处理ZnO压敏电阻片掺杂物复合粉体的对比,特别是在复合掺杂物性能、混合浆料性能、喷雾造粒性能、电气性能和显微结构等方面的对比,得出籽晶分步包膜沉淀可以获得离子级混合均匀的ZnO复合掺杂物,经过喷雾造粒提高成型性能.最终,使ZnO压敏电阻片电位梯度和能量吸收能力得到了显著提高,分别达到2.6kV/cm和270J/cm3.     

Ca_(0.3)(Li_(0.5)Sm_(0.5))_(0.7)TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用固相反应法,以Ca0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CLST—0.7)陶瓷为基料,掺杂质量分数为10%的CaO-B2O3-SiO2(CBS)氧化物和2%～6%的Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al2O3(LBSCA)玻璃料为复合烧结助剂,研究了LBSCA掺杂量对CLST—0.7陶瓷的低温烧结行为及微波介电性能的影响。结果表明,复合烧结助剂掺杂促使CLST—0.7陶瓷烧结温度降低了200～300℃,并保持良好的微波介电性能。掺杂质量分数10%CBS和4%LBSCA的CLST—0.7陶瓷经950℃烧结5h后,其εr=71.84,Q·f=1967GHz,τf=41.7×10–6/℃。     

低温共烧陶瓷内电极用导电银浆烧结匹配性能

采用优化后的玻璃粉配制成导电银浆,与MgSiO3-CaSiO3生瓷片共烧后形成导电厚膜,探讨了不同玻璃粉配方对所制厚膜的微观结构、热学性能、附着力、线膨胀系数和导电性能的影响,研究了导电银浆与基片低温共烧的匹配性能。结果表明,SiO2-Al2O3-B2O3-CaO-Li2O系玻璃粉配制的导电银浆低温共烧后获得的导电厚膜平滑、均匀、致密;随着该系玻璃粉中Li2O含量的增加,导电银浆的线胀系数逐渐降低;Li2O的质量分数为6%时,该浆料线胀系数最低,为18.482×10–6℃–1;Li2O的质量分数为2%时,导电厚膜与基片的线膨胀匹配性良好,导电性能最好,方阻为3.02 m?/□。     

Effects of the Physical Properties of Bismate Frits on Contact Formation Between Ag Electrodes and Si Emitter in Si Solar Cells

To improve the performance of Si solar cells after firing, it is necessary to control the thickness of the glass layers between the Ag and Si, and the formation of Ag when it recrystallizes into the Si emitter, both of which decisively influence the performance of the cell. In this study, the effect of the physical properties of the frits on the contacts between Ag and Si is verified. Interfaces of Ag electrodes/glass layers/Ag recrystallized into n ⁺ emitter are formed when using high-fluidity frits. On the other hand, as the viscous flow of the frits slows as the temperature increases, an interface structure formed of Ag/thin glass/SiN _x layers results, with the formation of Ag nanoprecipitates in the glass layers. Our results suggest that the viscous behavior of frits under increasing temperatures leads to the formation of distinct interfaces between Ag electrodes and Si.     

用于高频谐振器的PbTiO_3基压电陶瓷

传统的PZT压电陶瓷的相对介电常数较大,一般为1 000以上,用于高频谐振器不易与线路匹配;而PbTiO3基压电陶瓷的相对介电常数较小,一般仅为200左右,对于10 MHz以上频率的谐振器,用PbTiO3基压电陶瓷作为压电振子是最佳的选择。本文主要研究用于高频谐振器的MnO2和Nd2O3改性PbTiO3基压电陶瓷的性质。PbTiO3基压电陶瓷的性质的改善是与此种陶瓷的制备工艺,显微结构和电导机制紧密相关的。     

化学沉积电极与BaTiO3系PTCR半导瓷的欧姆接触

研究了在BaTiO3系PTCR半导体陶瓷上化学沉积镍和铜电极的接触电阻及稳定性，并与烧渗Ag-Zn、烧渗Al电极进行了比较。根据实验结果，用量子力学从理论上讨论了欧姆接触的可能模型，提出场发射是金属－半导体陶瓷形成欧姆接触的机理之一。陶瓷表面经过处理后，元件的电性能要发生一些变化，但不会恶化陶瓷的体性能。     

Screen-Printable Silver Pastes with Nanosized Glass Frits for Silicon Solar Cells

In this study, silver pastes containing different sizes of glass frits were employed to form the front-side electrodes in order to examine the size effect of the glass frits on the interfacial microstructures between the front-side silver contacts and the n-type silicon emitter layers, which will subsequently affect the electrical performance of silicon solar cells. The interfacial microstructures at the Ag/Si interfaces were investigated by advanced electron microscopy techniques. The transfer length method (TLM) was used to measure the specific contact resistivity of silver electrodes screen-printed on the n-type silicon substrates. The particle size of the glass frits was found to strongly affect the interfacial microstructures and therefore resulted in different specific contact resistivities (ρ _c) of the fabricated silver ohmic contacts. Nanosized glass frits showed excellent etching ability during engineered thermal treatments. The samples made with silver pastes containing microsized glass frits showed a thick residual glass layer at the Ag/Si interface, while the silver paste with nanosized glass frits was found to form an interface with less glass residue, which led to lower resistance after otherwise identical processing.     

[(Bi1-x-yLax)Na1-y]0.5BayTiO3压电陶瓷的性能与微结构

针对钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)基无铅压电铁电材料,提出了新型的ABO3型A位多重复合无铅压电陶瓷体系[(Bi1-x-yLax)Na1-y]0.5BayTiO3;利用传统陶瓷工艺和电子陶瓷公司生产中使用的原料,制备了该体系陶瓷;研究了该陶瓷的压电性质与微观结构。研究结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构;其压电常数d33可达183 pC/N,其机电耦合系数kp可达0.355;适量La3+对Bi3+的取代改善了压电性能;在1 175℃,2 h的烧结条件下,能够获得致密的[(Bi1-x-yLax)Na1-y]0.5BayTiO3陶瓷;La3+的引入抑制了晶粒的生长,高La含量的陶瓷晶粒较小。     

新型无铅压电陶瓷的研制

针对钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)基复合钙钛矿压电铁电材料,提出了多种新的ABO3型A位多重复合无铅压电陶瓷体系,利用传统陶瓷工艺制备了这些压电陶瓷,报道了其常温铁电压电性能和铁电压电性能的温度依存关系。对比迄今为止国际上专利和文章报道的无铅压电陶瓷体系可知,这些新的无铅压电陶瓷具有压电铁电性能优良,铁电电滞回线矩形度高,压电铁电性能的温度特性好等特点。所测得的一个体系的d33可达230 pC/N,同时其kp可达0.40, Pr可达40106C/cm2;而且,该体系在温度到达近200℃时还具有很好的铁电电滞回线。     

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。     

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。