高能ZnO线性电阻的研究

ZnO线性电阻是一种包括含锌氧化物晶体颗粒和其它金属或半金属元素的氧化锌化合物的晶体颗粒构成的一种复合体,现已研制出性能较优异的ZnO线性电阻体,并对其工艺、掺杂影响、显微结构、导电机理、基本性能和应用等作了一定的分析.     

两步烧结氧化钪掺杂氧化锌非线性电阻的制备及性能研究

采用两步烧结法制备稀土掺杂的氧化锌基非线性电阻,通过对其显微组织、相结构和电性能的分析,探讨不同含量的Sc₂O₃对氧化锌非线性电阻的影响。结果表明,两部烧结制备出的样品的致密度均高于97%。当Sc₂O₃掺杂量掺杂浓度为0.1%时ZnO非线性电阻的综合电性能最好,电位梯度为958 V/mm,非线性系数为61.2。因此,通过两步法烧结掺杂Sc₂O₃的ZnO非线性电阻可以获得均匀的显微结构和优异的电学性能。     

掺杂纳米级Bi_2O_3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

从样品制备,烧结过程,纳米级Bi2O3添加量及电性能测试等方面介绍了掺杂纳米级Bi2O3对生产高热容量、大通流能量ZnO压敏电阻片性能的影响。试验结果表明:采用纳米级Bi2O3(x(Bi2O3)≥0.61%)代替普通Bi2O3,提高了老化及工频耐受性能,使烧成温度降低到1075℃,同时还降低了生产成本;并使电阻片的其它电气性能有所提高或保持原有的水平。     

固相法与共沉淀包膜法制备氧化锌非线性电阻陶瓷粉体的比较

介绍了固相法和共沉淀包膜法制备氧化锌非线性电阻粉体的工艺 ,并比较了两种粉体制备方法对氧化锌非线性电阻电性能的影响。与固相法相比 ,共沉淀包膜法极大的改善了氧化锌非线性电阻微观结构均匀性 ,因此提高了氧化锌非线性电阻的电性能。共沉淀包膜法是一种很值得借鉴和推广的好的氧化锌非线性电阻粉体制造方法     

探究两步烧结工艺下微米级粉料的氧化锌电阻片的微观结构及电性能

笔者以微米级粉体为原料,采用两步烧结法制备氧化锌电阻片,系统地研究了各烧结条件下氧化锌电阻片的微观结构,致密化程度,基本电性能和介电性能,包括阻抗谱和介电损耗谱.结果表明,两步烧结能有效地减小晶粒尺寸,使晶粒分布均匀,增强致密化.在合适的两步烧结曲线下,其样品的电压梯度为402.26 V/mm,漏电流为0.98μA/c...     

国外MOA用ZnO电阻片的剖析与思考

对国外五家公司的ZnO电阻片进行了试验,并与已知ZnO电阻片样品配方对比,结果表明,五家样品的压比较低、老化系数呈下降型;其配方成分都含有Ni,D试样几乎不含Si、Cr,但是其方波通流密度较高;虽然与国内样品的显微结构相比,其物相组分相似,无明显的差别,但是多数瓷体中的大气孔较少,端面全喷铝或者留边宽度较窄。据此,提出了从根本上改进配方和工艺,如掺杂Ni,细化添加剂粒度、选择适宜的有机添加剂及添加量,以改善喷雾干燥粉料成分和成型坯体密度的均匀性;根据不同的配方,研究相适应的烧成制度,特别是冷却制度、热处理温度制度等多种思路,以期全面提高我国ZnO电阻片的性能水平。     

面向绿色制造的ZnO非线性电阻片的发展

非线性金属氧化物电阻片属于电工陶瓷制造领域,需要尽快实施产业制造的转型升级,实现产品全生命周期绿色管理。笔者归纳、总结了国内外近些年来在ZnO非线性电阻片制造领域内这一方向的工程实践和科研成果,包括以下6个方面:1)高能量密度; 2)无Cr/Pb制造配方; 3)微波烧结技术; 4)高能激光研磨/清洗技术; 5)磁控溅射电极制备; 6)电阻片废料及废品回收利用等。建议国内企业深入研究这些技术和工艺,打造绿色制造链,加快建设以节约资源、环境友好为向导的生产体系。     

氧化钪掺杂氧化锌压敏瓷的显微组织和电性能

采用固相法制备Sc2O3掺杂ZnO压敏瓷,通过扫描电镜对其显微组织进行了分析,探讨了Sc2O3对氧化锌压敏瓷电性能和显微组织影响机理。Sc2O3掺杂氧化锌压敏瓷1 000℃烧结的性能较好;当Sc2O3掺杂量掺杂浓度(摩尔分数)为0.3%时氧化锌压敏瓷的综合电性能最好,其压敏电位梯度为821 V/mm,非线性系数为62,漏电流为0.16μA。     

氧化锌电阻片烧结温度、保温时间与其性能的关系

氧化锌电阻片电气性能的优劣，除受配方组成影响外，还与制造工艺密切相关。本文初步探讨了其制造工艺中烧结温度、保温时间对氧化锌电阻片的各项电气性能的影响。实验证明，选择合理的烧结温度和保温时间是获得电气性能优良的氧化锌电阻片的关键。     

添加Al_2O_3的ZnO烧结体之导电率

试验了在ZnO原料中掺杂0.5％和2.0％克分子Al_2O_3施主杂质,对ZnO瓷坯在不同烧成温度下的烧结度、电阻率的影响。从活化能观点分析,存在着两种导电机理,当烧结度从49%提高到80%时,ZnO的电阻率降低三个数量级。     

钾元素对氧化锌压敏电阻电性能的影响

采用溶液添加法在中压压敏电阻中引入金属K+离子,研究不同含量的K+对ZnO压敏电阻电性能的影响及其机理,结果表明:K+能增强ZnO压敏电阻的稳定性,富集在晶界处的K+因补充了晶界处正点中心的数量,使耐受8/20μs峰值电流冲击性能提高;K2O的高温液相烧结促使瓷体的气泡等烧结缺陷减少,使其2ms方波脉冲冲击性能提高;随着K掺入量的增加和烧结时间的延长,晶粒尺寸增大,压敏电压梯度减小。     

干燥制度对ZnO压敏电阻片复合添加剂颗粒团聚的影响

对采用籽晶分步包膜技术制备氧化锌压敏电阻片粉体所获得的添加剂复合粉体前驱体聚沉物的干燥分解过程进行了研究。提出了采用“半干”干燥技术处理聚沉物的思路,试验证明聚沉物经清洗净化“半干”处理,即半干状态(水分约20%~30%)直接煅烧分解,可以获得无团聚或弱团聚的添加剂氧化物复合粉体颗粒;煅烧分解温度与其颗粒细度密切相关,得出(600~650)℃下煅烧分解效果最佳。由此得到的添加剂氧化物复合粉体与ZnO混合烧成所得压敏电阻片的电位梯度约(2郾1～2郾6)kV/cm和能量耐受能力提高近1倍的优异性能。半干思路与技术为解决湿法制备粉体,避免颗粒团聚尤其是避免形成硬团聚提供了一条新途径。     

热处理在ZnO压敏电阻片生产中的应用

对 Zn O压敏电阻片生产过程中因造粒混合不均匀 ,烧成时温度气氛的差别 ,匣钵密封不良等因素 ,造成电阻片微观结构不均匀进行了研究 ;针对少数电阻片漏流超标 (大于 30μA) ,其老化性能也差的情况 ,提出了一种对漏流超标的电阻片进行特定热处理和低温热处理方法 ,使漏流降低 ,各项电气性能均得到了改善     

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。     

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。     

镨系氧化锌非线性电阻微观结构及性能

采用X-射线衍射,扫描电子显微镜和X-射线能谱等方法,分析了镨系和铋系非线性电阻的微观结构;测试了不同烧成温度下镨系氧化锌非线性电阻片的电位梯度、残压比、泄漏电流和体密度。结果表明,镨系氧化锌非线性电阻在组成方面避免了铋系的一些固有缺陷,高温下成分相对稳定;镨系的微观结构只包括ZnO和以氧化镨为主的晶界层,与铋系相比,它增加了晶粒边界层的有效面积。以上两种因素使镨系易于实现较高电位梯度和较大通流容量。烧成温度对镨系及铋系性能的影响比较相似。在配方和工艺设计方面,如何对氧化锌晶粒生长进行有效制约,增加单位厚度晶粒数目,是实现高电位梯度的关键,而综合性能的提高,有赖于在烧成温度范围内对温控点进行有效控制。     

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.     

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。     

TiO2形态对ZnO压敏电阻微结构和性能的影响

简要介绍了研究ZnO低压压敏电阻的必要性；对比分析了微米粉体、纳米粉体和纳米胶体3种不同形态TiO2添加剂促进ZnO压敏电阻晶粒长大、压敏电压降低的效果，发现纳米胶体TiO2的效果优于其他2种形态的TiO2．