中温烧结改性ZnO压敏陶瓷材料研究

研制了一种添加锌硼玻璃料的新型中温烧结高非线性高电位梯度改性ZnO压敏陶瓷材料。实验发现,低熔物锌硼玻璃料是影响烧结的主要因素。除了能降低该材料的烧结温度外,还能起到掺杂改性作用。该材料具有中温烧结温度、高电位梯度、高非线性系数、低漏电流等优点。1050℃烧成时的主要参数为:电位梯度为566 V/mm;非线性系数为115;漏电流为2.6μΑ。该材料在制造高压或超高压电力系统的优质避雷器产品方面显示出良好的应用前景。     

Al_2O_3掺杂对Zn-Bi系压敏陶瓷性能的影响

采用Al_2O_3掺杂,通过固相法制备Zn-Bi系压敏陶瓷,研究了不同比例Al_2O_3对ZnO陶瓷的晶粒大小、显微结构以及电性能的影响。研究表明ZBSCCMY配方中掺杂少量Al_2O_3制备得到ZnO压敏陶瓷样品的晶粒大小愈加均匀,显微结构更加致密;陶瓷物相主要由Zn O相、少量的Bi_2O_3相和微量的Zn_7Sb_2O_7尖晶石物相构成;少量Al_2O_3的掺杂改进了晶粒和晶界结构和成分,活化了晶界,降低烧制压敏陶瓷的烧结温度,优化了压敏陶瓷的非线性特性。当掺杂浓度为0.05 wt%、烧结温度为1100℃、保温2 h得到性能良好的压敏陶瓷,其压敏电位梯度可达810 V/mm,非线性系数为68,漏电流为2.4μΑ。     

ZnO掺杂量与烧结温度对SnO2-Ta205-ZnO压敏变阻材料性能的影响

以SnO2、Ta2O5和ZnO粉为原料,通过传统陶瓷固相反应烧结法制备了压敏变阻材料,实验中ZnO含量为0～2．00％（摩尔分数）,烧结温度控制在1300～1500℃并保温2h。研究了ZnO掺杂量和烧结温度对材料的组成、微观结构和电学性能的影响。结果表明：在温度一定条件下,随着ZnO掺杂量的增加,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小;在ZnO含量一定时,随着烧结温度从1300℃升至1450℃,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小。ZnO掺杂量为0．50％时,在1450℃烧结得到的样品的非线性系数最高（6．2）,漏电流最小（262vA／cm^2）,压敏电压较高（83V／mm）。     

ZnO掺杂量与烧结温度对SnO2–Ta2O5–ZnO压敏变阻材料性能的影响

以SnO2、Ta2O5和ZnO粉为原料,通过传统陶瓷固相反应烧结法制备了压敏变阻材料,实验中ZnO含量为0～2.00%(摩尔分数),烧结温度控制在1 300～1500℃并保温2 h。研究了ZnO掺杂量和烧结温度对材料的组成、微观结构和电学性能的影响。结果表明:在温度一定条件下,随着ZnO掺杂量的增加,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小;在ZnO含量一定时,随着烧结温度从1 300℃升至1 450℃,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小。ZnO掺杂量为0.50%时,在1450℃烧结得到的样品的非线性系数最高(6.2),漏电流最小(262μA/cm2),压敏电压较高(83V/mm)。     

低温制备ZnO压敏陶瓷及其电性能研究

ZnO压敏陶瓷作为电压保护以及抗浪涌设备中电子元器件的核心材料,其高非线性系数,高通流容量,强浪涌吸收能力等性能研究以及低温烧结制备技术受到广泛关注。通过掺杂烧结助剂BST(Bi_2 O_3∶SiO_2∶TiO_2摩尔比为6∶4∶3),于875℃烧结制备了性能优异的ZnO压敏陶瓷。主要探究了烧结助剂的掺量对ZnO压敏陶瓷的物相组成、微观结构、体积密度以及压敏性能的影响。结果表明:BST掺杂会导致晶粒细化,有效地提高样品的致密度及压敏性能。当BST掺量摩尔分数为0.25%时,获得样品的综合性能最佳,体积密度为5.63 g/cm~3,相对密度为97.4%,非线性系数最大为38.9,电压梯度为最小值301.2 V/mm,漏电流密度为最小值0.028 A/mcm~2。     

真空烧结对高压厚膜型ZnO压敏陶瓷的影响

采用真空烧结的方法制备出高电位梯度的厚膜型ZnO压敏陶瓷,并研究了多次真空烧结对高压厚膜型ZnO压敏陶瓷的影响。实验结果表明,多次真空烧结使试样的电学性能产生先劣化后优化的变化趋势。真空烧结5次后,试样的电位梯度为2890.9V/mm,漏电流为87.9μA,非线性系数为9.0,晶粒尺寸在2μm左右。晶粒中氧原子百分含量的降低表明真空烧结5次后,晶粒、晶界间发生了氧原子的转移,使试样宏观电学性能得到改善。     

球磨时间对ZnO压敏瓷电性能的影响

粉体是ZnO压敏瓷制备的起点,粉料的混合性直接影响其综合电性能。采用不同球磨球磨时间制备氧化锌压敏瓷粉体,通过扫描电镜和x射线衍射分析,探讨球磨时间对氧化锌压敏瓷电性能和微观组织的影响。研究结果表明,球磨5h制备的粉体烧结后综合电性能最好,其电位梯度为356V／mm;非线性系数为36．4,漏电流为1．38μA,致密度98．6％。     

纳米Bi_2O_3掺杂对ZnO压敏电阻片电学性能的影响

为获得电学性能优异、生产成本低的ZnO压敏电阻片,本文采用传统陶瓷烧结技术制备ZnO压敏电阻片,研究不同含量纳米Bi_2O_3掺杂对ZnO压敏电阻片的电位梯度、漏电流、非线性系数等电性能的影响。采用压敏电阻直流参数仪对ZnO压敏电阻片的电学性能进行表征。实验结果表明,随着纳米Bi_2O_3含量的增加,ZnO压敏电阻片的电位梯度先升高后降低,漏电流变化不显著,非线性系数先增大后减小。当掺杂纳米Bi_2O_3摩尔分数为0.80%时,ZnO压敏电阻片的电学性能最佳。     

Sn掺杂对ZnO压敏变阻器电学性能的影响

本文采用沉淀法以SnCl2·H2O代替SbCl3制备了ZnO压敏变阻器.分析了SnO2含量对变阻器电学性能的影响.随着SnO2含量的增加,漏电流和压敏电压明显增大;而非线性系数在SnO2掺杂量达到3.0 mol％时达到极大值.通过适当的掺杂,得到了漏电流为0.08 μA,非线性系数为80.3,压敏电压为1006.7 V1mA/mm性能良好的ZnO变阻器.     

不同方法合成掺杂ZnO粉体制备ZnO压敏电阻

分别采用低温固相化学法和共沉淀法合成掺杂ZnO粉体,并用这两种粉体在不同温度下烧结制备了ZnO压敏电阻。借助XRD、SEM、TEM、BET等检测手段对粉体产物的性能进行了表征,采用XRD、SEM等手段对ZnO压敏陶瓷的物相、结构进行了分析,并对两种方法制备的粉体及压敏电阻的性能进行了比较研究。结果表明:采用低温固相化学法合成的粉体平均粒径为23.95 nm,用其制备ZnO压敏电阻的最佳烧结温度是1 080℃,其电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数是24.36;采用共沉淀法合成的粉体平均粒径为188 nm,用其制备ZnO压敏电阻的最佳烧结温度是1 130℃,其电位梯度为330.99 V/mm、非线性系数是19.70,低温固相化学法制备的ZnO压敏电阻性能优于共沉淀法制备的ZnO压敏电阻。     

室温固相合成掺杂ZnO纳米粉体制备ZnO压敏电阻

以金属离子盐和草酸为原料,采用室温固相化学反应合成掺杂ZnO前驱物,根据DSC-TG分析结果,将其在450℃热分解2 h,得到掺杂ZnO粉体,并用此粉体制备了片式ZnO压敏电阻。借助XRD、TEM、BET等检测手段对粉体产物的物相、形貌、粒度等进行了表征。研究了烧结温度对ZnO压敏电阻电性能的影响。结果表明,所制备的粉体为平均粒径24 nm左右、颗粒呈球状、分散性好的纤锌矿结构掺杂ZnO。在1 080℃烧结时,ZnO压敏电阻的综合电性能达到最佳,电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数为24.36,漏电流为43μA。     

Y系掺杂的TiO2压敏陶瓷性能研究

通过在TiO2压敏陶瓷制备过程中引入Y系作为受主掺杂,讨论了以Y取代Bi受主掺杂对双功能TiO2压敏陶瓷性能的影响.实验结果表明:以Y系掺杂的Ti-Nb基压敏陶瓷可获得较好的低的压敏电压与高的电容双功能特性.其中,以Y+Cu为受主掺杂剂,SiO2为烧结助剂的配方,在1300℃温度下烧结,获得压敏电压V1mA＝9.4V/mm,非线性系数α＝4.8,介电常数ε＝21300,介电损耗tanδ＝0.09较优异的压敏介电性能.同时Y系掺杂也避免了掺杂Bi的高温挥发性.     

V掺杂ZnO薄膜磁控溅射制备及其压敏性能

用磁控溅射成功制备出V掺杂ZnO压电薄膜。在不同温度对样品进行退火处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的表面形貌、晶体结构和表面化学状态进行表征,并测量了不同退火温度下薄膜样品的电流密度(J)-电压(V)曲线。结果表明,高温退火后V向ZnO晶格内部迁移,引起晶格畸变,形成表面氧空位。随着退火温度的升高,非线性系数先增大后减小,薄膜的压敏电压逐渐增大,漏电流密度先减小后增大。800℃退火后样品表面氧空位浓度最高,薄膜具有较为理想的综合电性能,其非线性系数为15.19,压敏电压为5.13 V,漏电流密度为0.42μA·mm^-2。     

掺杂对ZnO压敏陶瓷电性能的影响及其应用

ZnO压敏陶瓷具有优良的电流-电压非线性和冲击能量吸收能力、低漏电流和低成本,广泛用于电力系统和电子线路等领域。介绍了掺杂改性对ZnO压敏陶瓷电性能的影响,最后介绍了ZnO压敏陶瓷的应用。     

Er2O3掺杂ZnO压敏陶瓷的制备及其电学性能

研究了Er₂O₃掺杂对ZnO–Bi₂O₃–Sb₂O₃–Co₂O₃–MnO₂–Cr₂O₃–SiO₂压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。Er₂O₃掺杂后，部分Er固溶于富Bi相中，对ZnO压敏陶瓷的晶界特性和电学性能产生了较大影响。随着Er₂O₃掺杂量从0.09%(质量分数)增大到0.35%，样品晶界电阻率不断减小，漏电流密度不断增大，双Schottky晶界势垒高度和非线性系数先增大后减小，击穿场强不断增大；当Er₂O₃掺杂量为0.27%时，所得ZnO压敏陶瓷非线性系数达到54.4±1.5，击穿场强为(470.1±2.8) V·mm^–1，漏电流密度为(1.9±0.1)μA·cm     

氧化锌和铅硼玻璃料对MgTiO3微波介质陶瓷的影响

研究了氧化锌和铅硼玻璃料的加入对MgTiO3微波介质陶瓷的烧结和微波介电特性的影响。结果表明：氧化锌和铅硼玻璃料均可以使MgTiO3微波介质陶瓷的烧结温度降低，在等量添加的条件下，铅硼玻璃料降低烧结温度的效果更佳，可使烧结温度降至1200℃，且器件在2－6GHz的频率范围内具有良好的介电性能。     

铅硼玻璃含量对(Ba,Sr)TiO3基电容器陶瓷性能与显微结构的影响

采用常规电容器陶瓷制备工艺，研究了铅硼玻璃加入量对(Ba，sr)TiO3(BST)基电容器陶瓷性能的影响。利用SEM研究了铅硼玻璃对BST基电容器陶瓷微观结构的影响。探讨了铅硼玻璃加入量对BST基电容器陶瓷性能和结构的影响机制。结果表明：铅硼玻璃是通过细晶化，降低烧结温度，形成铅硼玻璃——(Ba，sr)TiO3基复合材料等来影响瓷料性能和结构。当添加4．0wt％铅硼玻璃时，烧结温度为1150℃，介电常数为3240，介损损耗为O．011，电容温度变化率≤50％。     

高能球磨法制备氧化锌压敏电阻的低温烧结

粗晶氧化锌(ZnO)混合粉经5 h高能球磨,其晶粒尺寸减小至43 nm.高能球磨增强了混合粉的烧结性,使其烧结温度降至800℃.扫描电镜及各个烧结温度下电性能和密度的实验结果证明:800℃烧结的压敏电阻具有最大的密度和良好的电性能,其相对密度达98.94%,电位梯度为1 528 V/mm漏电流为20μA,非线性系数为15.4,晶粒尺寸为1.4μm.     

Ca1-xMgxCu3Ti4O12材料的微观结构和电性能研究

采用传统电子陶瓷制备工艺制备MgO掺杂Ca1-xMgxCu3Ti4O12(x=0、0.2、0.5)陶瓷,用XRD和SEM对陶瓷样品的物相结构和微观形貌进行分析,并研究了MgO对其介电性能和非线性性能的影响.结果表明MgO不仅能促进CaCu3Ti4O12陶瓷晶粒的生长,有效降低烧结温度,而且能大幅度提高材料的压敏性能和击...     

流延成型法制备Mn掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO陶瓷及其介电性能

用流延成型法制备Mn掺杂钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,BST)/MgO复相陶瓷厚膜,介绍从制粉、流延浆料制备到厚膜的脱脂及烧结的整个工艺流程。通过差热-热重测试曲线分析Mn掺杂BST/MgO流延膜的脱脂特性,制定膜片的脱脂工艺。用扫描电镜观察不同温度烧结样品的微观结构,确定最佳厚膜烧结工艺,在1320℃和1350℃烧结的陶瓷厚膜样品的相对密度达到96.1%。分析研究不同温度烧结陶瓷厚膜的介电性能的结果表明:1350℃烧结样品的室温相对介电常数为108,介电损耗低于0.002,Curie温度在-70℃左右,介电常数可调率为25.15%。