ZnO压敏陶瓷制造用有机原材料的选择及优化应用(续)

<正>(接《电瓷避雷器》2007年第3期第46页)2分散剂分散剂是一种表面活性剂,为了便于理解分散剂的作用原理,首先介绍有关表面活性剂的理化性能,然后介绍适合于氧化锌浆料制备的表面活性剂,包括分散剂、消泡剂等。     

ZnO压敏陶瓷势垒高度的测量及其应用

系统分析了势垒高度测量的两种常用方法(I-T特性方法和C-V特性方法)成立的条件,发现直接采用lnj～1/T曲线的基本I-T特性方法适用于流过ZnO压敏陶瓷的电流较小,导电机制为热发射电流的情况,且只能得到等效势垒高度,其最大误差为12%～20%。要使测量误差在10%以内,则外施电压的荷电率不应超过0.4～0.6。改进后的I-T特性方法可测量零偏置电压下的势垒高度准0;C-V特性方法仅适用于偏析层厚度可忽略的情况,否则测量值明显偏大;实际上将两种方法相结合,不但能得到较精确的势垒高度准0,还能获得偏析层的厚度。     

ZnO陶瓷的压敏效应及其起源

总结了ZnO陶瓷压敏效应的特点,归纳了ZnO压敏陶瓷导电机理与显微结构之间的内在关系,分析了关于Schottky势垒起源的各种物理模型与化学模型的优缺点,提出ZnO陶瓷优异的非线性I-V特性起源于ZnO本征点缺陷结构与外部的氧环境。     

浅析ZnO压敏陶瓷中的气孔产生与预防

根据ZnO压敏陶瓷在2 ms方波冲击中出现的本体击穿现象,分析了不同组分、不同有机添加剂、排胶、预烧和烧结工艺对ZnO压敏陶瓷内部结构的影响.得出:不同的组分应采用相匹配的有机体系;有机添加剂应使造粒后的颗粒具有高的堆积密度和适当的破碎强度,以减少成型坯体的原始气孔;应有合理的预烧和烧结工艺来避免空气夹层.     

ZnO压敏陶瓷晶界势垒高度和宽度的研究

通过测量商用ZnO压敏陶瓷材料的泄漏电流I与绝对温度T,并利用场助热激发电流的表达式计算了势垒高度(活化能),发现它低于平衡状态时的势垒高度。在深入分析在电场作用下晶界区域中电子传导过程的基础上,认为这是在电导过程中通过正偏势垒向晶界界面层中注入了大量电子,这些电子不仅填充了在平衡状态下尚未填充的电子陷阱(即表面态),而且还会在界面层形成自由电子空间电荷,这些自由电子在越过反偏Schottky势垒时需要克服的就不是平衡状态时的势垒高度,显然应低于平衡状态时的势垒高度,即导带底EC的最高点与费米能级Ef的差值(通常势垒高度的定义)。另外,根据场助热激发电流的表达式,提出了新的Schottky势垒宽度的计算公式,不仅求得了高场强和低场强时的势垒宽度,而且得到了势垒宽度随温度的变化规律,发现了在320K～350K温度范围内势垒宽度下降速度最快,结合介电温谱测量,证实了在此温度区间势垒宽度的快速下降是松弛过程引起的。     

基于Matlab的ZnO压敏陶瓷几何效应研究

ZnO压敏陶瓷击穿场强E1mA由晶粒尺寸和单个晶界击穿电压两个因素共同决定,沿用之前提出的微观结构模型,在晶粒尺寸一定,晶界电压服从正态分布;晶界电压一定,晶粒尺寸服从正态分布;和晶粒尺寸、晶界电压都服从正态分布三种条件下,用Matlab分别模拟击穿场强随厚度的变化关系,结果表明ZnO压敏陶瓷击穿场强的几何效应主要来自晶粒尺寸和分布的影响。在此基础上,对初始厚度不同的试样进行击穿场强与厚度的关系模拟,从结果可以看到,无论是高击穿场强还是低击穿场强的试样,都存在几何效应。     

烧结温度和热处理对ZnO压敏陶瓷的影响

首次提出用"微观网络"的分析方法来研究ZnO压敏陶瓷的相结构和电性能,并对其"微观网络"中的两个节点即烧结温度和热处理温度进行研究,结果显示:随着烧结温度的升高,ZnO压敏陶瓷的压敏电压不断下降,非线性系数则不断提高,至1250℃达到最大值。这主要与晶粒的大小、均匀度以及晶界势垒的高度有关。对于热处理温度,研究结果表明:在600℃下的热处理能大大提高ZnO压敏陶瓷的稳定性。通过对"微观网络"中烧结温度和热处理温度的研究,可以确定较佳的工艺参数。     

高压ZnO压敏电阻器制造技术研究

通过对国外样品的剖析和对各种添加物及其含量对高压ZnO压敏电阻器电性能影响的实验研究,确定高压ZnO压敏电阻陶瓷的料方系列。通过研究原材料物化指标的影响找出了国产原材料的主要差距和改进措施。通过研究各主要工艺过程中的关键工艺方法、工艺参数和工艺材料,确定了一套能够按照自己开发的配方、原材料技术生产高压ZnO压敏电阻器的工艺技术。研制的产品水平达到了课题目际要求(即达到了国际先进水平)。另外,还发现了高压ZnO压敏电阻的几何效应及低温热处理的反常现象。     

坯体成型密度对ZnO压敏陶瓷致密化和晶粒生长过程的影响

研究了ＺｎＯ压敏陶瓷坯体成型密度对烧成瓷体的致密化和晶粒生长的影响。依据扫描电镜观察分析了晶粒大小、分布情况并测量了瓷体密度。着重指出：控制好晶粒大小、分布和瓷体密度可以改善瓷体电性能；提高坯体成型密度不仅加速了瓷体的致密化，而且能降低晶粒起始生长温度，增大晶粒生长速率，促进晶粒长大。     

ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷晶界对残压的影响

ZnO压敏陶瓷残压的高低决定了MOA的保护水平,针对残压的形成机制尚不清楚,测量了传统工艺制备的ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷的小电流区、大电流区及部分中电流区的伏安特性,通过对中电流区和大电流区伏安特性的数据拟合发现,中电流区晶界电压降与电流密度之间符合隧道电流导电机制,且当进入大电流区时该晶界击穿电压最终达到一稳定值。计算表明,晶界击穿电压所引起的残压占总残压的90%左右,因此降低残压应主要考虑降低晶界上的击穿电压。     

高梯度氧化锌电阻片的研制

使用高梯度氧化锌电阻片可以使避雷器小型化。在一定范围内增加Bi2O3、Sb2O3等添加剂的用量及掺加0.4%￣0.6%的Y2O3,有助于提高氧化锌电阻片电位梯度。严格控制原料的松装密度、粒度分布及水分等,如:Co2O3松装密度提高到0.6 g/cm3左右,使用效果良好。使用新型高效混磨设备,循环处理流量可达到5.4m3/h,效率比原来提高了30%以上,改善了电阻片微观均匀性。氧化锌电阻片电位梯度可达350V/mm,长持续时间电流冲击耐受800A。     

退火工艺在化学法瓷料制备ZnO电阻片上的应用

对不同退火工艺下制得的化学法氧化锌电阻片的微观结构及脉冲电流性能作了对比分析 ,得出了脉冲电流冲击性能与退火温度和时间的关系。为批量生产化学法电阻片的退火工艺提供了制定依据     

磨片与热处理工艺次序对氧化锌电阻片性能的影响

通过先磨片后热处理及先热处理后磨片两种不同工艺次序生产氧化锌电阻片性能的对比 ,发现采用先磨片后热处理的工艺次序对氧化锌电阻片的性能有一定的提高 ;并根据 X衍射试验结果进行了分析、论证     

ZnO膜结构材料的压敏性能研究进展

从薄膜、厚膜、复合膜三个方面综述了近年来国内外关于ZnO膜结构材料的压敏性能方面的研究进展。掺杂元素、成膜工艺、退火温度、膜结构等因素都影响着ZnO膜结构材料的压敏性能,其中掺杂可以大大降低该膜的电阻率,提高非线性系数。低电位、高非线性系数的ZnO压敏薄膜及高电位梯度、高非线性系数的ZnO压敏厚膜的制备是今后研究的重点。     

ZnO电阻片用双端面磨片机床不同结构的比较

对双端面磨片机各种不同结构进行了比较,对双端面磨床的结构形式和喂料方法等方面进行了研究,采取试制钢板焊接件床身、直径500 mm以下的小金刚石砂轮、直线通过式喂料等措施,均达不到理想的效果,而采用双端面、圆盘输送、凸轮夹持喂料的M7660/1双端面磨片机,完全满足了ZnO电阻片的磨片工艺要求,使磨片机床和磨片工序跃上了...