籽晶分步包膜法掺杂改进ZnO的压敏电阻特性

通过籽晶分步包膜法ZnO复合掺杂物制备技术的研究,以及与其他三种不同工艺方法处理ZnO压敏电阻片掺杂物复合粉体的对比,特别是在复合掺杂物性能、混合浆料性能、喷雾造粒性能、电气性能和显微结构等方面的对比,得出籽晶分步包膜沉淀可以获得离子级混合均匀的ZnO复合掺杂物,经过喷雾造粒提高成型性能.最终,使ZnO压敏电阻片电位梯度和能量吸收能力得到了显著提高,分别达到2.6kV/cm和270J/cm3.     

银掺杂量对ZnO压敏电阻电性能的影响

通过传统的固相反应法在920℃制备了银掺杂的ZnO压敏电阻样品,考察了银掺杂量对样品烧结特性和电性能的影响。结果表明,银掺杂不利于样品的致密,但对于ZnO压敏电阻的电性能有明显的影响。当银在ZnO基体中的质量分数由15%增加到25%时,样品的压敏电压由1900V/cm降到600V/cm,对应的非线性系数由15.4降到9.0。这为进一步控制ZnO压敏电阻的电性能提供了新的途径。     

微波等离子烧结ZnO/Bi2O3系压敏电阻研究

采用常规微波和微波等离子对比烧结ZnO/Bi2O3系压敏电阻发现:两者均可快速成瓷,烧结时间由常规的20 h减少到45 min;烧结后,ZnO晶粒细小(约1μm)均匀,相比而言,等离子更有利于压敏电阻烧结。45 min等离子烧结后,压敏电阻瓷体密度为5.01 g/cm3,ZnO压敏电阻中已有尖晶石相(Zn7Sb2O12)生成,烧结时瓷体收缩均匀,漏电流小,但稳定度差。采用“液相掺杂”可以提高压敏电阻在微波等离子烧结后的电性能稳定度,液相加入比例范围为5%~15%。     

(Nb,Mg,Al)多元掺杂对ZnO压敏材料电学性质的影响

研究了(Nb,Mg,Al)多元掺杂对ZnO压敏材料电学性能的影响。施主Nb离子的掺杂显著提高了压敏电阻的势垒高度,这与它能提供晶界势垒形成所必需的正电荷和负电荷直接相关。小半径离子Mg和Al易于处在ZnO的填隙位置,适量的掺杂也能提高晶界势垒高度,这与处在填隙位置的金属离子能提供正电荷和负电荷有关。而且填隙掺杂还能有效地改善陶瓷的致密度和均匀度,从而降低了ZnO压敏电阻漏电流、残压比和提高了非线性。(Nb,Mg,Al) 多元掺杂的ZnO压敏电阻的漏电流、残压比和非线性系数分别达到了 0.3 mA、V40kA/V1mA 2.5和a 110。     

La2O3的掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明,随着La2O3掺杂量的增加,ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增,非线性系数先增加后减小,而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现,在1 000 ℃烧结温度下,La2O3的质量分数为0.25%时,ZnO压敏电阻的综合性能最好,其电位梯度为532.2 V/mm,非线性系数为41.6,漏电流为3.3 μA。     

TiO2掺杂对低压ZnO压敏电阻性能的影响

研究了TiO2掺杂量及制备工艺对ZnO压敏电阻性能的影响。TiO2掺压超过一定量时,压敏场强就不再降低,而非线性系数却一直下降,漏流迅速增大,使性能劣化。因此,要控制TiO2掺杂量在适当范围内。粉料煅烧温度和烧成的高低也直接影响ZnO压敏电阻性能。     

BaBSi玻璃对ZnVSb基压敏电阻结构与性能的影响

通过传统工艺制备出Ba-B-Si玻璃相掺杂的Zn-V-Sb基压敏电阻材料,研究了其微观结构及性能。结果表明,Ba-B-Si玻璃相的掺杂能降低Zn-V-Sb基压敏电阻试样的烧结温度,玻璃相中B2O3的含量过多,会使ZnO压敏电阻材料的伏安(V-I)特性变差;而Ba2 含量的增加,使ZnO压敏电阻材料的非线性系数上升。     

集成电路过压保护用ZnO压敏电阻的研制

为获得集成电路过电压保护用低压压敏电阻,以中压ZnO压敏电阻的配方为基础,通过研究与实验,确定了采用添加晶粒助长剂TiO2和籽晶、晶界稳定剂硼银玻璃和Ta2O5,低温烧结等途径,研制出了低压ZnO压敏电阻。测试结果表明,该ZnO压敏电阻的压敏电压为15~25V,漏电流小(<2μA),非线性特性好(α>29)。     

Bi掺杂ZnO籽晶层生长纳米ZnO薄膜性能研究

采用溶胶 凝胶法制备得到不同浓度Bi3+掺杂ZnO籽晶层,又进一步采用水热法合成了六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒。通过X线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、光致发光（PL）谱等测试手段对样品结构、形貌和光学性能进行测试和表征。结果表明,在不同浓度Bi掺杂ZnO籽晶层上生长纳米ZnO薄膜,ZnO的晶体结构没有改变,均为六方纤锌矿结构,且(002)晶面的峰强明显高于其他晶面的峰强值;在FESEM电镜观察下发现,不同掺杂浓度Bi掺杂ZnO籽晶层上水热生长的纳米ZnO薄膜均为纳米棒状。PL光谱显示随着Bi掺杂量增加,样品的近紫外发射峰和晶格缺陷峰等峰值明显增大,且有红移现象产生。其中禁带宽度随着Bi掺杂量的增大而减小,说明Bi3+可以有效地调节ZnO的禁带宽度。     

氧化锌压敏电阻用掺杂粉体的水热合成

以氧化锌为原料,添加其它掺杂金属氧化物,在水热高温、高压下一次性合成ZnO压敏电阻用掺杂粉体,利用SEM和XRD研究了前驱体配比、水热温度、反应介质对掺杂氧化锌生长的影响,用此掺杂氧化锌粉体制备的ZnO压敏电阻的非线性系数达到43.48。