高分散体系探究对高梯度氧化锌电阻片性能的影响

为改善ZnO电阻片综合电气性能,尝试一种马来酸酐及聚氧丙烯烷基醚作为结构单元的共聚物做分散剂,考察了其对料浆分散性、压敏电阻显微结构与综合电气性能的影响.结果 表明:分散剂用量为0.4 wt％时,总浆料的粘度较小,Zeta电位绝对值最高,得到的氧化锌瓷体的针孔率最小,ZnO高梯度氧化锌电阻片综合性能最佳,其电位梯度为336 V/mm,漏电流1μA,非线性系数达到55.9,压比为1.667,2 ms方波电流测试中能够承受18次300 A脉冲电流的冲击.     

In2O3掺杂对低压ZnO压敏电阻显微结构及电气性能的影响

提出了掺杂In₂O₃对低压ZnO压敏电阻显微结构的影响及对其综合电气性能的研究。通过改变In₂O₃的用量，同时借助相关分析方法对压敏电阻的显微结构和电气性能进行综合分析。最终发现，随着In₂O₃含量的增加，低压ZnO压敏电阻的电气性能得到提升，但是过量的In₂O₃却会使其残压比和正反极性增加。I-3电阻片具有最佳的电学性能，其电位梯度为115.5 V·mm^-1,漏电流为1.34μA,非线性系数α为68.1,以及残压比为2.20。其耐8/20μs、10 kA浪涌冲击正面变化变化率为-0.2%,反面变化率-4.8%。     

镓离子掺杂量对ZnO压敏电阻性能的影响

研究了不同含量Ga³⁺掺杂对ZnO基压敏电阻微观结构，电学性能的影响。微观结构上，掺杂Ga³⁺没有对压敏电阻的相组成产生改变但抑制了氧化锌晶粒的生长，并使得尖晶石数量增多，尺寸减小；电学性能上，因为势垒下降和晶界电导率提高少量增加的Ga³⁺掺杂就显著增大了漏电流，降低了非线性，提高了压敏电阻的梯度。当Ga³⁺掺杂量增加到0.014 mol%时，压敏电阻在5 kA冲击下达到了最小残压比为1.72,此时电位梯度309.05 V/mm,非线性系数为18.0,漏电流为20μA。     

提高ZnO压敏电阻片电位梯度的研究

为了进一步提高ZnO压敏电阻片的电位梯度和能量耐受能力,研究了添加剂复合粉体的颗粒度、烧结温度和保温时间对电阻片电位梯度和能量耐受能力的影响。采用细度为(0.4～0.6)μm的添加剂,在1 120℃保温5h,φ56mm的电阻片电位梯度可达(3.2～3.5)kV/cm;在传统添加剂细度的基础上,烧结温度为1 200℃,保温5h可获得梯度为(1.7～1.8)kV/cm,方波为800A的大容量电阻片。从传统电位梯度和高梯度电阻片显微结构分析中得出,晶粒细小化是提高电位梯度的重要途径。尖晶石是晶粒生长的钉扎中心,可以抑制晶粒过分长大,控制尖晶石的颗粒大小、均匀分布是控制和促使ZnO晶粒均匀细小化的关键。     

砂磨机在氧化锌电阻片制造过程中的应用

对压敏电阻制备过程中的浆料细化工序进行了探讨,并通过使用砂磨机进行各种金属氧化物添加剂的混合浆料细化处理与以往搅拌循环球磨设备细化处理进行对比.经过试验及批量生产验证,使用砂磨机球磨细化的添加剂浆料的粒度大大降低,平均粒度减小,生产出氧化锌电阻片的电位梯度升高,压比减小,2 ms方波及4/10μs雷电流冲击能力均得以改...     

NiO含量对ZnO压敏电阻性能的影响

研究了不同NiO含量对ZnO基压敏电阻微观结构、相组成电学性能的影响.结果 表明,掺杂合适含量的NiO能够有效的改善ZnO基压敏电阻的电气性能,这可被归因为NiO的掺杂能够调整ZnO的晶粒取向,从而使ZnO压敏陶瓷形成了更加均一的显微结构.CE5样品(NiO摩尔分数为1.55％)具有优秀的综合电气性能,其电位梯度为184.00 V/mm,非线性系数α为72.7,漏电流为0.45 μA,在20 kA和30 kA下的压比分别为2.20和2.38.此外,在20组20 kA及2组30 kA脉冲浪涌电流冲击后,CE5也仍然显示出最优的电气性能.     

高电位梯度ZnO压敏电阻大电流冲击下电学性能的研究

通过Y2O3掺杂等工艺手段制备出具有高电位梯度值的ZnO压敏电阻,并进行大电流冲击条件下的电学性能测试。实验结果表明,在掺杂0.08%(摩尔浓度)Y2O3后,试样的电位梯度值达到2 460.5 V/mm,残压比为1.48,最大通流容量达到1 263 A,能量耐受密度达到404.7 J/cm3,具有良好的抵抗大电流冲击的性能。掺杂后的试样晶粒尺寸减小到1.5μm,并且分布比较均匀,细致均匀的微观结构有利于试样电位梯度和大电流冲击下电学性能的提高。     

掺杂氧化钇氧化镍对氧化锌电阻片特性的影响

通过掺杂氧化镍、氧化钇,对改善ZnO压敏电阻片电气特性进行了系统研究;分析和讨论了电阻片的电位梯度E、泄漏电流IL、压比Ki、方波、大电流冲击所引起的变化以及老化试验等;掺杂后,不仅提高了电阻片的电位梯度,同时还提高了其能量吸收能力;特别是钇掺杂处于晶界上,抑制晶粒长大,使晶界电压降低,大约为2.2V,是传统电阻片晶界电压的70%。研究获得了电位梯度达260V/mm,方波为800A,能量吸收能力达到300J/cm3的直径为56mm、厚度为9mm的ZnO压敏电阻片。     

无机高阻层对ZnO压敏电阻综合性能的影响

探究了涂覆不同Cr₂O₃/MgO比例无机高阻层对ZnO压敏电阻的微观结构以及电学性能的影响。通过研究发现，D2电阻片具有最佳的电气性能，其电位梯度E为222.5 V·mm^-1,非线性数α为63.24,泄漏电流I_L为0μA,残压比K为1.69。最高可承受2 ms方波脉冲电流大小为300 A,老化系数Kct为0.85,且起始功率低，表现出良好的电学性能，更适合在电路中长期工作。     

高电压多脉冲下施加交流电压负载对ZnO压敏电阻性能的研究

ZnO压敏电阻连接在电路中工作时,两端一直承受交流负载电压的老化,为探究在多脉冲情况下,交流负载电压对ZnO压敏电阻的性能影响,采用幅值为20 k A、时间间隔为50 ms的8/20μs同时序冲击高压多脉冲对并联氧化锌压敏电阻元件进行冲击的同时施加幅值为385 V的工频交流电压模拟压敏电阻实际安装在电路上的真实工作环境。经过施加交流负载和不加交流负载的两组试验对比分析,得出结论:交流负载施加与否对初始压敏电压相同的两片压敏电阻并联的耐受多脉冲冲击次数没有影响,但会导致压敏电阻损坏效果不同;施加交流负载时,会导致ZnO压敏电阻发生燃烧,不加交流负载时,压敏电阻片这是爆裂而没有发生燃烧;如果两片压敏电阻的初始压敏电压存在差距,交流电压会加快压敏电阻的失效。     

化学合成法改进对ZnO压敏电阻片复合粉体的影响

通过对化学合成法进行改进以适应ZnO压敏电阻片复合添加剂制备的需要,针对化学合成法的不足,提出了解决技术籽晶分布包膜技术,通过控制籽晶、沉淀剂、分散剂、pH值、化学反应进程和温度等因素,获得离子级均匀混合的ZnO压敏电阻片复合添加剂复合粉体前驱体,为进一步获得高性能ZnO压敏电阻片打下了坚实的基础。     

氧化锌压敏电阻

<正> 本文论述了氧化锌压敏电阻的电气特性、制造方法、添加剂的作用、晶界特性和特殊应用。引言 (引言部分略,图1略) 电气特性 ZnO压敏电阻的I—V特性可分为三个区域,如图2所示(图2略)。在区域Ⅰ,拐点电压(一般为1μA/cm~2的电压)以下,非线性不太显著并与温度的关系较大。在区域     

温度保险丝与ZnO压敏电阻串联使用中的性能分析

针对温度保险丝与ZnO压敏电阻在串联使用中的性能问题,通过对温度保险丝与ZnO压敏电阻热保护配合工作原理的理论分析,利用(8/20μs)雷电冲击平台及热稳定测试装置分别将温度保险丝以及温度保险丝与ZnO压敏电阻串联后进行实验,并将实验数据进行分析,得出温度保险丝与ZnO压敏电阻进行热保护配合时的冲击耐受能力大于温度保险丝单独使用时的情况,而器件整体的残压会相应的增加的结论;在热稳定试验中,不同型号的温度保险丝和ZnO压敏电阻进行热保护配合时,在固定电流的作用下,器件的表面温度随时间变化的曲线呈现出不同规律。在温度保险丝与ZnO压敏电阻配合使用的实际应用中具有一定的参考价值和意义。     

水性微纳米薄层石墨防腐涂料的制备

提出了一种采用膨胀-分散-砂磨体系来制备水性微纳米薄层石墨材料的新方法,并成功应用于水性工业防腐涂料.采用冷场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)及纳米粒度分析仪对制得的水性微纳米薄层石墨材料形貌结构、宽度、厚度及粒径进行了表征,并通过耐水、耐盐水试验,对水性微纳米薄层石墨防腐涂料的耐腐蚀性进行了评价.结果 表明:所获得的水性微纳米薄层石墨材料厚度为5～27 nm,宽度为5～50μm,平均粒径在17μm左右;利用其制备的防腐涂料具有很好的耐水性,在浸水720 h后仍与原样板几乎无异,远超48 h的行业标准要求;防腐涂料的挥发性有机物(VOC)含量不大于10 g/L,远远小于行业标准中低于300 g/L的要求.     

化学沉淀法的醇水比对氧化锌压敏电阻性能的影响研究

通过化学沉淀法制备得到ZnO压敏电阻样品并分析研究了样品的显微结构特性、宏观电学参量和介电响应特性,包括阻抗谱和介电损耗谱。采用XRD和SEM观测分析了ZnO压敏电阻的物相组成和微观结构。电学参数测试结果表明,当化学沉淀法的醇水比为2∶1时,ZnO压敏电阻表现出的各项电性能均比较好：电压梯度为584.01 V/mm,非线性系数为73.43,泄漏电流为0.13μA/cm²。该结果表明化学沉淀法可以作为制造高性能ZnO压敏电阻的有效途径。另外,通过介电谱的测试结果可以看出,介电损耗峰的峰值能体现出ZnO压敏陶瓷中缺陷的浓度,改变化学共沉淀法中的醇水比能够相应地改变ZnO压敏陶瓷中本征点缺陷的浓度。     

Gd2O3掺杂对ZnO压敏电阻片电气性能的影响

研究了不同掺杂含量的Gd2O3对氧化锌(ZnO)压敏电阻片的电气性能、微观特性、物相特性和介电特性的影响.研究表明,掺杂Gd2O3对ZnO敏电阻片的电气性能具有重要影响,掺杂过量的Gd2O3对ZnO敏电阻片的晶粒生长具有抑制作用,锌填隙浓度提升,具体表现在电位梯度、泄漏电流提升而非线性系数大大减小.而掺杂少量的Gd2O3提升氧空位浓度,减小锌填隙浓度,进而抑制泄漏电流.此时掺杂量在0.5％(摩尔分数)Gd2O3电气参数分别为526 V/mm、15 μA/cm2、非线性系数28.该研究可帮助氧化锌压敏电阻优化配方,增强电气性能,改善电力系统的安全稳定性.     

多电极气体放电管与ZnO压敏电阻匹配性能的研究

针对多电极气体放电管与ZnO压敏电阻匹配使用的问题,根据多级气体放电管及ZnO压敏电阻的工作原理,ZnO压敏电阻并联在多电极气体放电管的两个电极上,能够有效的降低多电极气体放电管在辉光放电时的残压,并且进行相应的分流。利用汤森理论对多电极气体放电管的辉光、弧光放电进行模型等效,并使用开路电压波(1.2/50μs)、8/20μs雷电冲击平台、组合波(1.2/50μs,8/20μs)进行冲击试验,验证了多电极气体放电管模型等效的正确性;同时试验现象中发现了ZnO压敏电阻并联在多电极气体放电管冲击时的阴极端电极上,能够加速多电极气体放电管的放电速度,显著缩短多级间隙动作时延。据此现象及理论分析,提出了利用多电极气体放电管设计开关型电涌保护器并联ZnO压敏电阻的方法,在实际应用中具有一定的参考价值。     

纳米复合技术改善ZnO压敏电阻微观结构及电性能一致性的研究

采用氨浸法制备ZnO纳米复合压敏瓷料的工艺手段,研制出压敏场强大于330V/m m,漏电流小于1μA,非线性系数大于58的压敏电阻器,电性能的一致性要优于普通压敏电阻器的5～10倍。用扫描电镜和能谱对瓷体显微结构及面扫成分进行了分析,讨论了ZnO压敏电阻材料结构和电性能的关系。研究表明,加入纳米复合粉制备压敏电阻是降低大规模生产中的成本,提高ZnO压敏电阻电性能及其一致性的有效途径。     

ZnO压敏电阻能量配合方法的分析

针对ZnO压敏电阻能量配合方法的问题,对雷电波在传输线中传输及ZnO压敏电阻级间串联电感进行了理论分析。结合实验中改变级间连接导线的长度和退耦元件,改变相应的分布电感值,通过实验数据分析得出:两级ZnO压敏电阻进行能量配合中,当连接导线长度为:5m、10m、15m时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为:5.66:1.11、6.17:0.60、6.00:0.40。分布电感同空心电感的电感值相同时,各级压敏电阻的残压、通流以及吸收能量的分配情况基本相同,两者可视为等效;磁芯电感由于存在磁饱和现象,当连接磁芯电感为:5.8μH,10.8μH,16.3μH时,前后ZnO压敏电阻的能量吸收比为:4.58:3.32、4.70:3.04、4.65:2.83。实验结果为ZnO压敏电阻的能量配合提供了参考依据,在实际应用中具有一定的参考价值。     

MgO掺杂对ZnO压敏电阻材料组织及性能的影响

输电系统用氧化锌避雷器的核心部件——氧化锌压敏电阻片,其电压梯度直接影响避雷器的整体使用性能和制造成本。为了进一步改善现役氧化锌压敏电阻片材料的电压梯度及其综合性能,本文以铋系氧化锌材料为基体,探究不同MgO的掺杂量对氧化锌压敏电阻材料微观结构及其性能的影响。实验结果表明,掺杂MgO含量为0.2%mol的样品具有最佳性能:电压梯度U1m A=661.7 V/mm,漏电流IL=9.5μA,非线性系数α=19.5。