掺杂Fe2O3对氧化锌压敏陶瓷微结构的影响

利用正电子湮没辐技术测试ZnO压敏陶瓷符合正电子湮没辐射Doppler展宽谱,研究了分别掺杂微量Fe2O3杂质对ZnO压敏陶瓷微结构的影响。研究结果表明:随Fe2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷的漏电流和Doppler展宽的商谱谱峰先升高后降低,掺杂量为1.00%出现最大值。     

La2O3掺杂对Zn–Pr基压敏陶瓷电学特性的影响

利用固相烧结法制备出了ZnO–Pr₆O₁₁–Co₂O₃–Cr₂O₃–La₂O₃氧化锌压敏陶瓷。研究了La₂O₃掺杂对氧化锌压敏陶瓷微观结构、压敏特性以及介电性能等方面的影响。结果表明:在La₂O₃掺杂量为1.5%(摩尔分数)时,氧化锌压敏陶瓷的综合性能最好,其晶粒尺寸最小且较为均匀,击穿场强达到最高(752 V/mm),非线性系数较大(12),晶界电容达到最大(276 pF),介电损耗较小。     

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     

Fe2O3掺杂对氧化锌线性电阻的影响

利用固相烧结法制备出基础配方为ZnO–A1₂O3–MgO–TiO₂–SiO₂–Fe2O3的ZnO线性电阻。研究了Fe₂O₃掺杂量对ZnO线性电阻微观结构、阻温特性和阻频特性的影响。结果表明:当Fe₂O₃掺杂量为0.75%(质量分数)时,氧化锌线性电阻的非线性系数为1.1₂,阻温系数取得–8.23×10^–3/℃,此时样品的综合性能最好。     

掺杂TiO_2制备低压ZnO压敏陶瓷

主要研究了晶粒助长剂TiO2、烧成条件等对ZnO低压压敏陶瓷电性能的影响。结果表明:TiO2的掺入能显著促进晶粒生长,降低压敏电压V1mA,但掺入量超过一定值后一方面会生成阻止晶粒继续生长的晶界反应层,促使压敏电压又有所升高,另一方面会生成钛酸铋立方相而引起富铋晶界相含量的减少,导致非线性特性下降。提高烧成温度可以促进晶粒生长,降低压敏电压,但温度过高时由于铋的挥发加剧,利用提高烧成温度降低压敏电压会引起非线性特性和漏流等性能的劣化。     

Fe2O3在ZnO压敏陶瓷中的作用

研究了Fe_2O_3对ZnO压敏陶瓷电性能的影响。试验表明,Fe_2O_3添加的摩尔含量小于0.1％能提高ZnO压敏陶瓷的非线性和压敏电压;但当其添加量大于0.1℃时,非线性急剧下降;Fe_2O_3添加量大于1％时,压敏电压下降。通过X射线衍射等微观分析,认为过量Fe_2O_3使ZnO压敏陶瓷非线性下降的原因主要是由于Fe_2O_3与ZnO在晶界处形成了具有低电阻率(ρ=10~2Ω·cm)的尖晶石相ZnFe_2O_4     

Sb2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶界特性和电性能的影响

制备了掺有Sb2O3不同掺杂量ZnO压敏陶瓷样品,采用扫描电镜对样品进行显微结构分析,研究了Sb2O3掺杂浓度对ZnO压缩电阻显微结构和性能的影响,测量了样品的电性能,由样品C－V特性的测量计算出晶界参数,并由此讨论了陶瓷性能与晶界特性的相关性。研究发现,在ZnO压敏陶瓷样品中掺杂适量的Sb2O3可以提高ZnO压敏陶瓷样品的非线性性能,但当Sb2O3的摩尔分数超过0．088％时,电性能反而优化,这是因为Sb2O3掺杂浓度不同会引起晶界势垒高度、施主浓度与陷阱密度的变化,因此Sb2O3掺杂量要控制在适当的范围内。     

氧化锌压敏陶瓷及其粉体的制备现状与展望

本文综述了目前氧化锌压敏陶瓷发展的动态，井着重介绍了氧化锌粉末的制备，同时提出了今后的研究方向。     

氧化铟对ZnO压敏陶瓷压敏特性及微观结构的影响

用粒度为０．１－０．３ｍｍ的氧化锌偻末为原料，制得了氧化锌压敏陶瓷片，研究了Ｉｎ２Ｏ３掺杂对其压敏特性和微观结构的影响。结果表明；这种氧化锌粉末具有很高的烧结活性，适合作低压压敏电阻器。     

Co2O3的理化性能对ZnO压敏陶瓷电性能的影响

本文详细研究了氧化钴的理化性能对ＺｎＯ压敏陶瓷性能的影响。论述了Ｃｏ２Ｏ３的热特性对压敏陶瓷烧成工艺产生的影响及控制措施,从理论上探讨了氧化 中所含杂质Ｆｅ、Ｃｕ,Ｎａ等对ＺｎＯ压敏陶瓷电性能的不利作用。提出了控制的上限,并试制出一种用于氧化锌压敏陶瓷的性能优良的Ｃｏ２Ｏ３粉体。     

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.     

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）。     

Gd_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Gd2O3(分别为0 001、0 002、0 003、0 005、0 007mol mol)的BaTiO3陶瓷,并对其电性能进行了研究。结果表明:Gd2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的电阻率明显下降,当添加量为0 002mol mol时,电阻率最小,为1 27×105Ω·m;晶粒电阻随着温度的变化,呈现NTC效应,而晶界电阻随着温度的变化,呈现PTC效应,而且晶界电阻远远大于晶粒电阻,说明Gd2O3掺杂BaTiO3陶瓷的PTC效应是一种晶界效应;Gd2O3掺杂使BaTiO3陶瓷的介电常数和介电损耗在低频时明显增大,在高频时又明显降低。     

Al2O3含量对TiB2-Al2O3陶瓷性能的影响

本文以Y2O3-La2O3为烧结助剂,通过热压烧结制备了TiB2-A12O3复相陶瓷,研究了原料组成对材料的显薇结构和力学性能的影响。实验结果表明：随A12O3含量升高,混合原料的烧结性能提高,复相陶瓷中的晶粒尺寸逐渐减小;材料的抗弯强度随A12O3含量的增加出现先增大后减小的趋势,当A12O3含量为30wt%时,抗弯强度达最高值;A12O3含量的增加会导致材料的洛氏硬底（HRA）降低。     

Al2O3添加量对Y—TZP陶瓷烧结及力学性能的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３添加量对Ｙ－ＴＺＰ陶瓷烧结及力学性能的影响，结果表明，微量Ａｌ２Ｏ３可固溶于ＺｒＯ２中而提高材料致密度，使Ｙ－ＴＺＰ的强度、耐磨性等力学性能也同时得到提高，过量Ａｌ２Ｏ３处ＺｒＯ２晶界上阻碍致密化，２０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３，１５５０℃，４ｈ未能烧结，使各项力学性能明显下降。     

Nd2O3掺杂对BCZT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备Ba0.92-xCa0.08Ndx(Zr0.18Ti0.815Y0.0025Mn0.0025)O3(BCZT-Nd,x=0、0.005、0.010、0.020)陶瓷,研究了Nd2O3掺杂对Ba0.92Ca0.08(Zr0.18Ti0.82)O3(BCZT)陶瓷结构及介电性能的影响。结果表明,不同含量Nd3+作为施主掺杂离子进入A位和含量均为0.25%(摩尔分数)的Mn2+和Y3+作为受主掺杂进入B位均能提高BCZT陶瓷的致密性,细化晶粒作用明显,所有样品均为单一的四方BaTiO3相结构。随Nd2O3掺杂量增加,BCZT-Nd陶瓷介电峰值温度Tm向低温方向移动,相变弥散程度增强,Nd3+含量≥0.005mol时即表现出明显的弛豫铁电体特征。     

Er2O3 Doping Effect on Varistor Properties and Multiimpulse Stress Behavior of ZnO–PrO1.83–CoO–Cr2O3–Dy2O3 Ceramics

The Er₂O₃ doping effects on varistor properties and impulse aging behavior of the ZnO–PrO_1.83–CoO–Cr₂O₃–Dy₂O₃ ceramics were investigated in the range of 0–2.0 mol%. The nonlinear coefficient increased from 42 to 56 with an increase in the amount of Er₂O₃. The clamp voltage ratio (K) decreased with an increase in the amount of Er₂O₃. The varistors doped with 2.0 mol% in the amount of Er₂O₃ exhibited the best clamping characteristics, with K = 1.43–1.83 at an impulse current of 1–50 A. The varistors doped with 0.25 mol% in the amount of Er₂O₃ exhibited the strongest electrical stability, with the variation rate of the breakdown field of ?0.5%, the variation rate of the nonlinear coefficient of ?5.5%, and the variation rate of the leakage current of ?1.5% after applying 400 times at an impulse current of 400 A     

High Nonlinearity and High Voltage Gradient ZnO Varistor Ceramics Tailored by Combining Ga2O3, Al2O3, and Y2O3 Dopants

This paper deals with the electrical characteristics of rare‐earth‐doped ZnO varistor ceramics. Multiple donor dopants (Al³⁺, Ga³⁺, and Y³⁺) were employed to improve the comprehensive performance of ZnO varistor ceramics. The leakage current of rare‐earth‐doped ZnO varistor ceramics decreased noticeably with Ga₂O₃ dopants. The Ga³⁺ dopant occupies the defect sites of grain boundaries and increases the barrier potential of ZnO varistor ceramics, so the leakage current is effectively inhibited. Y₂O₃ is primarily located around the grains, which restrains ZnO grain growth, increasing the voltage gradient. The Al³⁺ goes into the lattices of ZnO grains, decreasing the grain resistance; thus, the residual voltage ratio can be controlled at low levels under a high impulse current. With the combined incorporation of Al³⁺, Ga³⁺, and Y³, excellent electrical properties of ZnO varistor ceramics can be acquired with a nonlinearity coefficient of 87, voltage gradient of 517 V/mm, leakage current of 0.96 μA/cm², and residual voltage ratio of 1.60. These rare multiple donor dopants can aid in engineering high‐quality ZnO varistors.