TiO2掺杂对ZnO-Bi2O3-TiO2低压压敏电阻电学性能的影响

通过研究微米粉体、纳米粉体和纳米胶体TiO2掺杂的ZnO压敏电阻的电性能,发现纳米胶体TiO2掺杂的ZnO压敏电阻具有较低的电压梯度和漏电流,而非线性系数较高.对电性能结果的分析表明:在ZnO-Bi2O3-TiO2低压压敏电阻中,晶界击穿电压不是一个固定值;漏电流中的线性分量对TiO2掺杂的ZnO压敏电阻电学性能影响很大.     

Fe_2O_3掺杂对ZnO-Pr_6O_(11)系压敏电阻材料电学性能的影响

通过烧结法制备了Fe2O3掺杂的ZnO–Pr6O11压敏电阻材料,研究了Fe2O3掺杂量对ZnO–Pr6O11系压敏电阻材料电学性能的影响。实验表明:当Fe2O3掺杂量小于0.005%(摩尔分数,下同)时,ZnO–Pr6O11系压敏电阻材料的非线性系数和压敏电压随Fe2O3掺杂量增大而逐渐提高。当Fe2O3掺杂量为0.005%时,压敏电压达到最大值571V/mm,非线性系数达到最大值26。当Fe2O3掺杂量大于0.005%时,非线性系数和压敏电压均急剧下降。过量Fe2O3使ZnO压敏电阻材料非线性下降的主要原因是:Fe元素偏析在晶界处,提供额外载流子降低了晶界电阻率,同时晶界处PrFeO3相的堆积会破坏晶界结构,从而影响压敏电阻材料的电学性能。     

Al_2O_3掺杂对Zn-Bi系压敏陶瓷性能的影响

采用Al_2O_3掺杂,通过固相法制备Zn-Bi系压敏陶瓷,研究了不同比例Al_2O_3对ZnO陶瓷的晶粒大小、显微结构以及电性能的影响。研究表明ZBSCCMY配方中掺杂少量Al_2O_3制备得到ZnO压敏陶瓷样品的晶粒大小愈加均匀,显微结构更加致密;陶瓷物相主要由Zn O相、少量的Bi_2O_3相和微量的Zn_7Sb_2O_7尖晶石物相构成;少量Al_2O_3的掺杂改进了晶粒和晶界结构和成分,活化了晶界,降低烧制压敏陶瓷的烧结温度,优化了压敏陶瓷的非线性特性。当掺杂浓度为0.05 wt%、烧结温度为1100℃、保温2 h得到性能良好的压敏陶瓷,其压敏电位梯度可达810 V/mm,非线性系数为68,漏电流为2.4μΑ。     

烧结温度对锌硼玻璃掺杂氧化锌压敏陶瓷的影响

研究了不同烧结温度情况下,用固相法制备掺杂锌硼玻璃料ZnO压敏陶瓷,使用CJ1001型压敏电阻直流参数仪测量各样品的电位梯度E_(1 mA),漏电流IL和非线性系数α。结果表明,利用传统陶瓷制备工艺制备得到的锌硼玻璃料掺杂的氧化锌压敏陶瓷样品,以烧结温度1050℃保温时间为2 h所得到样品的电学性能最佳:电位梯度为566 V/mm;非线性系数为115;漏电流为2.6μΑ。     

不同方法合成掺杂ZnO粉体制备ZnO压敏电阻

分别采用低温固相化学法和共沉淀法合成掺杂ZnO粉体,并用这两种粉体在不同温度下烧结制备了ZnO压敏电阻。借助XRD、SEM、TEM、BET等检测手段对粉体产物的性能进行了表征,采用XRD、SEM等手段对ZnO压敏陶瓷的物相、结构进行了分析,并对两种方法制备的粉体及压敏电阻的性能进行了比较研究。结果表明:采用低温固相化学法合成的粉体平均粒径为23.95 nm,用其制备ZnO压敏电阻的最佳烧结温度是1 080℃,其电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数是24.36;采用共沉淀法合成的粉体平均粒径为188 nm,用其制备ZnO压敏电阻的最佳烧结温度是1 130℃,其电位梯度为330.99 V/mm、非线性系数是19.70,低温固相化学法制备的ZnO压敏电阻性能优于共沉淀法制备的ZnO压敏电阻。     

高压ZnO压敏电阻陶瓷材料研究进展

综述了高压氧化锌压敏电阻的导电原理及制备工艺,从超细粉体的制备、稀土添加剂、烧结工艺等方面重点分析了目前该材料的制备方法。并指出高压氧化锌压敏电阻材料今后应从以下几方面进行重点研究:①加强大电流区的失效模式与显微结构之间的相关理论研究;②稳定纳米ZnO粉体,特别是掺杂如Bi_2O_3等其他成分纳米复合粉末的制备研究;③复合稀土氧化物对氧化锌电阻片的微观和电学性能的影响研究,对掺杂量的控制及作用机理将是未来研究的重点;④开发和优化如微波烧结等新的烧结工艺。     

自蔓延燃烧法合成ZnO粉体及其压敏电阻的制备

以硝酸锌、尿素以及其它添加剂为原料,通过自蔓延燃烧法一次性合成了ZnO压敏电阻用掺杂纳米粉体.用X射线衍射、扫描电镜、比表面测试、激光粒度分析等手段对所制备粉体的性能进行了表征.研究了反应物质量比对粉体性能的影响,以及煅烧温度对ZnO压敏电阻电性能的影响,并对自蔓延燃烧合成反应进行了初步探讨.结果表明:在点火温度为600℃,尿素/金属离子盐质量比为1∶1时,所制备的掺杂纳米ZnO粉体的综合性能最好.用此粉体制备的ZnO压敏电阻的电性能最佳,电位梯度为745.27V/mm,非线性系数为56.53,漏电流为6μA.     

高能球磨对Pr_6O_(11)和Y_2O_3掺杂ZnO压敏电阻微观结构和电学性能的影响

利用高能球磨法制备Pr6O11、Y2O3掺杂ZnO压敏电阻,并对球磨时间对微观结构、物相组成及电学性能的影响进行了研究和分析。高能球磨有利于微观组织的均匀化和晶粒的细化,从而提高了电学性能。当球磨时间从0到10 h时,烧结后的ZnO晶粒尺寸变化从8.7到4.0μm,坯体烧结密度变化从5.40到5.62 g/cm3。最佳的制备工艺为球磨时间为7.5 h,烧结温度为1100℃,其对应的电学性能分别为:电位梯度(V1mA)是542 V/mm,漏电流(IL)是2.88μA,非线性系数(α)是47。     

掺Al_2O_3的ZnO压敏电阻的电性能和缺陷模型

研究了Al_2O_3掺杂对ZnO压敏电阻电性能的影响。对掺Al_2O_3的ZnO压敏电阻的缺陷模型进行了分析,结合缺陷分析和压敏电阻非线性导电模型讨论了Al_2O_3施主型添加剂的作用。     

BCZT-xBi_2O_3无铅压电陶瓷性能的研究

选取传统高温固相反应合成法制备出Bi_2O_3掺杂的无铅压电陶瓷材料Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.08)Ti_(0.92)O_3-xBi_2O_3(BCZT-x Bi,x=0~0.15)。采用扫描电子显微镜、准静态压电常数测试仪等一系列检测手段,探讨了Bi_2O_3掺杂对BCZT基无铅压电陶瓷微观组织和电学性能产生的作用,从SEM图像得知,陶瓷的晶粒尺寸随着Bi_2O_3掺杂量的增多先逐渐变小后略微有所增大,XRD图谱则表明,掺杂量不等的Bi~(3+)均能够弥散进入钛酸钡晶格中,能完整固溶于BCZT陶瓷,并且材料具有典型的钙钛矿相结构。当Bi_2O_3掺杂量为0.15 mol%时,此无铅压电陶瓷材料拥有较好的介电性能,介电损耗tanδ的值仅是1.2%,介电常数ε_r的值是5100;当没有掺杂Bi_2O_3时,此陶瓷的压电性能最优,压电系数的值d_(33)=386 p C/N,机电耦合系数的值K_p=44.8%。     

Mn_3O_4掺杂对ZnO-Pr_6O_(11)基压敏电阻微观结构和电学性能的影响

通过烧结法制备了Mn_3O_4掺杂量的Zn O-Pr_6O_(11)系压敏电阻材料,研究了Mn_3O_4掺杂对Zn O-Pr_6O_(11)系压敏电阻微观结构、电学性能的影响。研究表明:随着Mn_3O_4掺杂量的增加,Zn O-Pr_6O_(11)系压敏电阻中的表面气孔减少,平均晶粒尺寸先减小后增大。击穿场强(E_(1m A))从960 V/mm增加到1128 V/mm,后又减小到1018 V/mm;当Mn_3O_4的掺杂量(摩尔分数)达到1.0%时,击穿场强达到最大值1128 V/mm;当Mn_3O_4的掺杂量(摩尔分数)达到0.75%时,非线性系数(α)达到最大(48.5),漏电流(JL)降到最小(2.86μA·cm~(-2))。     

室温固相合成掺杂ZnO纳米粉体制备ZnO压敏电阻

以金属离子盐和草酸为原料,采用室温固相化学反应合成掺杂ZnO前驱物,根据DSC-TG分析结果,将其在450℃热分解2 h,得到掺杂ZnO粉体,并用此粉体制备了片式ZnO压敏电阻。借助XRD、TEM、BET等检测手段对粉体产物的物相、形貌、粒度等进行了表征。研究了烧结温度对ZnO压敏电阻电性能的影响。结果表明,所制备的粉体为平均粒径24 nm左右、颗粒呈球状、分散性好的纤锌矿结构掺杂ZnO。在1 080℃烧结时,ZnO压敏电阻的综合电性能达到最佳,电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数为24.36,漏电流为43μA。     

CeO2掺杂Pr6O11系氧化锌压敏电阻的研究

探讨了添加不同CeO2含量对Pr6O11系ZnO压敏电阻显微结构及电性能的影响,以期能满足特高压用高电位样度的应用需求.结果表明:随着CeO2掺杂量的增加,ZnO-Pr6O11系压敏电阻电位梯度和非线性系数有明显的提高,在掺杂量为1.0mol%时达到峰值,分别为548V/mm和42.XRD、SEM检测分析表明,CeO2并不与ZnO及其他氧化物生成新相,而是以CeO2的形式独立存在,抑制了ZnO的生成,致使填隙锌离子的传质能力下降,从而减小ZnO晶粒尺寸,并改善了压敏电阻的晶界结构和成分.     

真空烧结对高压厚膜型ZnO压敏陶瓷的影响

采用真空烧结的方法制备出高电位梯度的厚膜型ZnO压敏陶瓷,并研究了多次真空烧结对高压厚膜型ZnO压敏陶瓷的影响。实验结果表明,多次真空烧结使试样的电学性能产生先劣化后优化的变化趋势。真空烧结5次后,试样的电位梯度为2890.9V/mm,漏电流为87.9μA,非线性系数为9.0,晶粒尺寸在2μm左右。晶粒中氧原子百分含量的降低表明真空烧结5次后,晶粒、晶界间发生了氧原子的转移,使试样宏观电学性能得到改善。     

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）。     

ZnO掺杂量与烧结温度对SnO2–Ta2O5–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1 300～1500℃并保温2 h。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1 300℃升至1 450℃,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(262μA/cm2),压敏电压较高(83V/mm)。     

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.     

纳米Bi_2O_3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

采用纳米Bi_2O_3添加入ZnO压敏陶瓷中,添加量分别是100%、60%、30%和0。利用纳米颗粒的高活性、比表面积大,熔融温度相对较低等特性,使实验样品致密度增加,在烧结过程中及早生成尖晶石晶相,该晶相成为晶粒内的"锚栓",有效提高ZnO压敏陶瓷的电位梯度和能量耐受能力。当纳米Bi_2O_3添加量从0增加至100%时,样品致密度增加,电位梯度从305 V/mm增加至385 V/mm,同时8/20μS的残压比下降,2 ms方波冲击电流从132 A增加至207 A。     

共沉淀法制备ZnO基纳米复合粉体及高压ZnO压敏电阻的电性能

以金属离子盐为原料,氨水、乙醇胺为沉淀剂,十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇2000为表面改性剂,采用共沉淀法制备ZnO基纳米复合粉体。以共沉淀法最佳工艺所得粉体制备高压ZnO压敏电阻。采用热重–差示扫描量热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、激光粒径分析对ZnO基复合前驱体及ZnO基纳米复合粉体进行表征,探讨了沉淀剂种类、溶液pH值、Zn2＋起始浓度和表面改性剂对粉体粒度的影响。结果表明：以氨水为沉淀剂、溶液体系pH值为6.0、Zn2＋浓度为1.0mol/L、聚乙二醇2000为表面改性剂时可制备出粒径分布窄、平均粒径为89nm的ZnO基复合粉体。用该粉体制备的高压ZnO压敏电阻的平均电位梯度为543V/mm,非线性系数为29.3,漏电流为49μA。通过共沉淀工艺,可制备出电性能优良的高压ZnO压敏电阻。     

低温制备ZnO压敏陶瓷及其电性能研究

ZnO压敏陶瓷作为电压保护以及抗浪涌设备中电子元器件的核心材料,其高非线性系数,高通流容量,强浪涌吸收能力等性能研究以及低温烧结制备技术受到广泛关注。通过掺杂烧结助剂BST(Bi_2 O_3∶SiO_2∶TiO_2摩尔比为6∶4∶3),于875℃烧结制备了性能优异的ZnO压敏陶瓷。主要探究了烧结助剂的掺量对ZnO压敏陶瓷的物相组成、微观结构、体积密度以及压敏性能的影响。结果表明:BST掺杂会导致晶粒细化,有效地提高样品的致密度及压敏性能。当BST掺量摩尔分数为0.25%时,获得样品的综合性能最佳,体积密度为5.63 g/cm~3,相对密度为97.4%,非线性系数最大为38.9,电压梯度为最小值301.2 V/mm,漏电流密度为最小值0.028 A/mcm~2。