氧化锌压敏陶瓷脉冲放电特性研究进展

氧化锌(ZnO)压敏陶瓷材料具有非线性指数值高、响应时间短、漏电流小、通流能力强和性价比高等优点,因而被广泛应用于各种电路的过压保护。ZnO压敏电阻快脉冲放电特性的研究对材料的制备及其应用具有重要的意义。分析了ZnO压敏陶瓷材料的微观结构形貌及物理模型;比较了基于电磁脉冲发生器、空气隙开关和脉冲整形装置技术的ZnO压敏陶瓷放电特性研究方法;讨论了8/20μs电磁脉冲和陡波脉冲激励下材料的击穿放电特性;提出了研究纳秒量级及更快电脉冲激励下的ZnO压敏陶瓷导电特性的问题。     

氧化锌压敏电阻器低成本化制备技术研究进展

ZnO压敏陶瓷具有优异的非线性特性,广泛应用于电子仪器和电力装置领域。为了满足电子元器件低成本化发展的要求,必须开发出烧结温度低、周期短、电极成本低的ZnO压敏陶瓷体系。总结了当前ZnO压敏陶瓷低成本化制备的研究进展,同时分析了ZnO压敏陶瓷低成本化制备的发展趋势。     

氧化锌压敏陶瓷的有机凝胶法制备研究

采用有机（柠檬酸）凝胶法来制备氧化锌压敏陶瓷材料，与相同成分用常规氧化物混磨工艺制粉的对照样品的性能进行比较。凝胶法制备的氧化锌压敏粉料具有准纳米级（200～300nm）的颗粒度，制成的氧化锌压敏电阻具有更高的非线性系数和压敏电压梯度．相对均匀的微观结构及高化学均匀性是采用有机凝胶法制备的氧化锌压敏陶瓷性能提高的主要原因．     

氧化锌压敏陶瓷烧结致密化过程的研究

本文研究了氧化锌压敏陶瓷的致密化过程，结果发现只有当烧结温度升高到一定值时，试样中的ＺｎＯ粉粒产生聚集，致密化过程才开始．致密化是瓷体获得稳定电性能的基础．低熔点添加剂Ｂ２Ｏ３可以降低致密化的起始温度，而致密化过程中的等温烧结对ＺｎＯ压敏陶瓷的最大密度几乎没有影响．     

多元纳米复合氧化锌压敏陶瓷的晶粒生长

研究了多元纳米复合ZnO电压敏粉体在高温下的烧结行为.应用晶粒生长的动力学方程Gn-G0=K0texp(-Q/RT),确定了晶粒生长的动力学指数n和激活能Q.实验结果表明,随着烧结温度的提高和保温时间的延长,ZnO压敏陶瓷的晶粒不断长大,其动力学指数n=3.2,激活能Q=(185±28)kJ/mol.     

烧结过程对氧化锌压敏陶瓷晶核形成和生长过程的影响

粞文研究了烧结过程中升温速度及其温区对Ａ，Ｂ两类ＺｎＯ压敏陶瓷材料的晶粒尺寸和击穿场强的影响规律，发现加快４００－９５０℃段的升温速度，Ａ类试样的晶料 寸增大，击穿场强Ｅ从６０Ｖ／ｍｍ下降到１５－３０Ｖ／ｍｍ；Ｂ类试样的闰尺寸变小，Ｅ１ｍＡ从２２０Ｖ／ｍ提高到２９０Ｖ／ｍｍ，要文从晶核形成速度和晶粒生长速度与温度关系出发，对实验结果进行了分析，讨论留念方体系决定晶核形成速度与温度的关系，在瓷料合适     

共沉淀包膜法制备氧化锌压敏陶瓷粉料的研究(Ⅱ)

本文在前期研究工作的基础上 ,重点研究了五元掺杂组分共沉淀包膜ZnO微粒的过程中各种因素对粉料mol%配比、粒度分布、颗粒形状及电性能的影响 ,优化工艺参数 ;对三种制粉方法的压敏陶瓷电性能进行了比较 ,在此基础上建立氧化锌压敏陶瓷制粉新方法。     

ZnO压敏陶瓷的晶界结构

用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ研究了低压ＺｎＯ压敏陶瓷的相结构与晶界结构，证实了晶界相的不连续性，发现低压ＺｎＯ－Ｂｉ２Ｏ３－ＴｉＯ２系中ＺｎＯ－ＺｎＯ晶粒直接接触区晶界宽度约为４５ｎｍ，以及烧结过程中晶界上ＺｎＯ纳米级单晶的迁移行为并计算出ＺｎＯ晶界移动激活能Ｑｍ。     

共沉淀法制备掺杂氧化锌压敏陶瓷粉料热力学分析

本文通过对Ｍｅ^ｎ＋（Ｚｎ^２＋;Ｃｒ_３^＋,Ｍｎ^２＋;Ｓｂ^３＋,Ｂｉ^３＋,Ｃｏ^２＋）－ＮＨ_３－ＣＯ_３^２－－Ｈ_２Ｏ体系进行热力学分析的基础上,获得了Ｍｅ－ＮＨ_３－ＣＯ_３^２－Ｈ_２Ｏ体系中的ｌｇ［Ｍ］_T－ｐＨ关系图,得到了用ＮＨ_４ＨＣＯ_３和ＮＨ_３·Ｈ_２Ｏ作沉淀剂,用共沉淀法制备掺杂氧化锌压敏陶瓷粉料时,最佳共沉淀ｐＨ为７．０左右．     

氧化锌压敏陶瓷中氧化锌晶粒极性生长现象的研究

发现了ZnO压敏陶瓷中的锥状或柱状“突起物”现象.通过能谱发现“突起物”的物质构成是ZnO,而且是ZnO晶粒生长形成的实体,并非气体在ZnO中形成的气泡.进一步论证了这种现象是ZnO极性生长造成的,并从内因和外因两个方面进行了分析.内因是ZnO的极性晶格结构和结晶形态,外因是ZnO压敏陶瓷中Bi₂O₃液相提供了极性生长得以显现的物化环境,并且通过单独添加Bi₂O₃的97mol%ZnO+3mol%Bi₂O₃配方和100mol%纯ZnO配方制备样品进行对比实验,验证了Bi₂O₃的作用.     

高能ZnO压敏电阻在能量脉冲下的动态老化

研究了用于水轮发电机灭磁与过电压保护的高能ＺｎＯ压敏电阻在贮能电感释放的能量脉冲作用下的老化现象，能量脉冲可以分解为直流电场和能量两个分量。能量脉冲后，压敏电阻的特征电压，非线性系数和预击穿区Ｖ－Ａ特性都发生跌落，而且这种跌落随脉冲次数增加而增加，能量脉冲使压敏电阻发老化机理是发生在晶粒耗尽层中和富铋晶界层中的离子迁移使双Ｓｃｈｏｔｔｋｙ势垒降低。     

低压氧化锌压敏陶瓷的显微结构及其电学性能的研究

研究了一价碱金属离子掺杂对低压ＺｎＯ压敏陶瓷电学性能的影响规律,探讨了烧结温度、降温速度对其显微结构和电性能的影响,分析了添加剂驰骋合成对ＺｎＯ压敏陶瓷场强的影响规律。实验发现：一价碱金属离子掺杂能有效地抑制漏流,增加非线性,但同时使压敏场强增加：提高烧结温度能有铲地降低压敏场强,但过高的烧结温度将使漏流增加,非线性系数下降。通常,烧结温度以不超过１２５０℃为宜;添加剂预合成能降低ＺｎＯ压敏陶瓷的     

化学共沉淀粉体制备ZnO压敏电阻

本文采用化学共沉淀法制备了颗粒细、活性好的ZnO压敏电阻粉体,表征了粉体的性能．利用共沉淀粉体制备了α＝50、压敏电压高、通流能力大的压敏电阻．与传统氧化物机械混合粉体制得的压敏电阻比较,共沉淀粉体获得的压敏电阻微观结构均匀．     

基于柱状ZnO薄膜的超低阈值电压压敏电阻

利用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了基于柱状ZnO薄膜的Al-ZnO-Al三明治结构的超低阈值电压的压敏电阻。XRD和SEM测试结果表明,该压敏电阻中的ZnO薄膜层为结晶性能良好,并且沿ZnO的(002)晶面择优取向生长的柱状薄膜。I-V测试结果表明,这种由柱状ZnO薄膜构成的压敏电阻阈值电压仅3.2 V,为现有压敏电阻中阈值电压最低的压敏电阻。     

氧化锌压敏陶瓷几何效应的统计法研究

本文实验研究了ZuO压敏陶瓷击穿、非线性指数α和脉冲大电流冲击后击穿场强E_1mA变化率的几何效应．对ZuO晶粒尺寸的统计分析表明它基本服从正态分布．建立了微观结构模型,计算机模拟得到的击穿几何效应规律与实验规律相同．临界厚度d_c与方差σ²和平均晶粒尺寸μ的乘积成正比．     

薄膜厚度对Au/ZnO/n+-Si薄膜压敏电阻器阈值电压的影响

本文采用直流磁控溅射法和多次沉积与掩膜技术,在n+Si(100)衬底上制备了一系列厚度不同的ZnO薄膜,表面镀Au的探针与ZnO/n+-Si构成了一系列ZnO层厚不同的Au/ZnO/n+-Si薄膜压敏电阻器.利用X射线衍射确定沉积的ZnO薄膜为高度c轴(0002)取向的晶体薄膜,利用紫外-可见透射光谱对沉积的ZnO薄膜...     

多层片式ZnO压敏电阻器研究进展

叙述了片式ＺｎＯ压敏电阻器的特点,以及ＺｎＯ－Ｖ２Ｏ２系、ＺｎＯ－玻璃系两种新型压敏电阻材料的近期研究成果,提出了片式压敏电阻今后的主要研究方向     

ZnO导电陶瓷的微观结构与导电机理

本文探讨了ＺｎＯ导电陶瓷的微观结构与导电机理。发现基俱有不同于ＺｎＯ压敏电阻和ＺｎＯ线性电阻的特殊的微观结构。该导电陶瓷是由大的并带有针状的晶粒及小的粒状晶粒组成，针状晶粒体积较大（１５～２０μｍ），它们在烧结体内相互连接，形成一个连续的整体而贯穿烧结体始终，本文还介绍了该导电陶瓷的特点。该导电陶瓷室温电阻率可达到０．０６８Ω．ｃｍ室温下就能导电，工作时无需预热。     

能量脉冲对ZnO压敏电阻静态老化性能的影响

研究了能量脉冲对高能ＺｎＯ压敏电阻在可控硅整流电压下的静态老化性能的影响以及可控硅整流电压的过电压对压敏电阻的作用。过电压使压敏电阻流过频率为３００Ｈｚ的脉冲电流，从而使晶界势垒高度下降和晶粒导电性增加；经受能量脉冲后的压敏电阻的静态老化电流增长速度远大于未经能量脉冲的压敏电阻的静态老化电流增长速度，即能量脉冲使静态老化性能严重变差。     

Y2O3掺杂对低压氧化锌压敏电阻材料结构和电学性能的影响

通过掺杂研究了微量Y2O3对低压氧化锌压敏电阻的电性能影响,并采用SEM测试手段对其微观组织结构进行了分析研究,从理论上探讨了Y2O3影响低压氧化锌压敏电阻电性能与组织的机理.研究结果表明,在0～0.07%(摩尔分数)掺杂范围内,随着Y2O3含量的增加,低压氧化锌压敏电阻的电场强度明显提高;当Y2O3含量超过0.07%时,电场强度又呈下降趋势.低压氧化锌压敏电阻掺杂Y2O3后,非线性指数α增大,漏电流IL减小,但当掺杂量在0.06%～0.09%(摩尔分数)的范围内,漏电流IL和非线性指数α的变化不大.其原因是Y2O3加入到氧化锌压敏电阻中,Y主要以固溶的形态分布于ZnO晶内和晶界处,使ZnO晶体的自由电子浓度增大,进而使填隙锌离子Zni的总浓度下降,引起填隙锌离子的传质能力下降,抑制了ZnO晶粒的生长,因而晶粒尺寸随Y2O3掺杂量的增加而减小.