ZnO压敏电阻器述评

综述了ZnO压敏电阻器的微观结构和退化机理,对现已提出的7种导电机理模型进行了评价.     

ZnO压敏陶瓷势垒高度的测量及其应用

系统分析了势垒高度测量的两种常用方法(I-T特性方法和C-V特性方法)成立的条件,发现直接采用lnj～1/T曲线的基本I-T特性方法适用于流过ZnO压敏陶瓷的电流较小,导电机制为热发射电流的情况,且只能得到等效势垒高度,其最大误差为12%～20%。要使测量误差在10%以内,则外施电压的荷电率不应超过0.4～0.6。改进后的I-T特性方法可测量零偏置电压下的势垒高度准0;C-V特性方法仅适用于偏析层厚度可忽略的情况,否则测量值明显偏大;实际上将两种方法相结合,不但能得到较精确的势垒高度准0,还能获得偏析层的厚度。     

ZnO陶瓷的压敏效应及其起源

总结了ZnO陶瓷压敏效应的特点,归纳了ZnO压敏陶瓷导电机理与显微结构之间的内在关系,分析了关于Schottky势垒起源的各种物理模型与化学模型的优缺点,提出ZnO陶瓷优异的非线性I-V特性起源于ZnO本征点缺陷结构与外部的氧环境。     

高能低压氧化锌压敏陶瓷材料机理的研究

研究了氧化锌压敏陶瓷材料元件高能低压和优非线性化的机制;分析了元件热处理对其能量容量等性能的影响;研究了Al_2O_3添加剂对元件电性能的效应,并研制出了一种具有较好电性能的低压氧化锌压敏电阻元件。     

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.     

ZnO压敏陶瓷晶界势垒高度和宽度的研究

通过测量商用ZnO压敏陶瓷材料的泄漏电流I与绝对温度T,并利用场助热激发电流的表达式计算了势垒高度(活化能),发现它低于平衡状态时的势垒高度。在深入分析在电场作用下晶界区域中电子传导过程的基础上,认为这是在电导过程中通过正偏势垒向晶界界面层中注入了大量电子,这些电子不仅填充了在平衡状态下尚未填充的电子陷阱(即表面态),而且还会在界面层形成自由电子空间电荷,这些自由电子在越过反偏Schottky势垒时需要克服的就不是平衡状态时的势垒高度,显然应低于平衡状态时的势垒高度,即导带底EC的最高点与费米能级Ef的差值(通常势垒高度的定义)。另外,根据场助热激发电流的表达式,提出了新的Schottky势垒宽度的计算公式,不仅求得了高场强和低场强时的势垒宽度,而且得到了势垒宽度随温度的变化规律,发现了在320K～350K温度范围内势垒宽度下降速度最快,结合介电温谱测量,证实了在此温度区间势垒宽度的快速下降是松弛过程引起的。     

基于Matlab的ZnO压敏陶瓷几何效应研究

ZnO压敏陶瓷击穿场强E1mA由晶粒尺寸和单个晶界击穿电压两个因素共同决定,沿用之前提出的微观结构模型,在晶粒尺寸一定,晶界电压服从正态分布;晶界电压一定,晶粒尺寸服从正态分布;和晶粒尺寸、晶界电压都服从正态分布三种条件下,用Matlab分别模拟击穿场强随厚度的变化关系,结果表明ZnO压敏陶瓷击穿场强的几何效应主要来自晶粒尺寸和分布的影响。在此基础上,对初始厚度不同的试样进行击穿场强与厚度的关系模拟,从结果可以看到,无论是高击穿场强还是低击穿场强的试样,都存在几何效应。     

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。     

ZnO压敏陶瓷制造用有机原材料的选择及优化应用

根据不同有机原料的理化性能、主要用途,并结合实际生产应用认为,合理选择有机原料及使用量,对制备ZnO与添加剂料浆成分的均匀性,喷雾造粒粉料的物理性状及坯体成型的均一性都有较大的影响,从而影响耐受冲击能量及其稳定性。得出:结合剂一般选用高醇解度的聚乙烯醇(PVA),加入量以0.5%～0.8%为宜,且尽可能减少PVA的添加量;分散剂应选择具有润滑性的分散剂,这对制造较大直径的电阻片是很有利的;消泡剂应选择易于在溶液表面铺展的消泡剂,如磷酸三丁酯;纯水电阻率不应小于1 MΩ·cm(25℃)。     

氧化锌压敏陶瓷银电极还原工艺研究

通过试验，分析了烧银制度（烧银温度、保温时间）与压敏电阻（高、低压压敏电阻）电性能之间的关系；阐述了适当提高烧银温度和延长保温时间，对改善和稳定压敏电阻综合性能有较好效果。     

烧结温度和热处理对ZnO压敏陶瓷的影响

首次提出用"微观网络"的分析方法来研究ZnO压敏陶瓷的相结构和电性能,并对其"微观网络"中的两个节点即烧结温度和热处理温度进行研究,结果显示:随着烧结温度的升高,ZnO压敏陶瓷的压敏电压不断下降,非线性系数则不断提高,至1250℃达到最大值。这主要与晶粒的大小、均匀度以及晶界势垒的高度有关。对于热处理温度,研究结果表明:在600℃下的热处理能大大提高ZnO压敏陶瓷的稳定性。通过对"微观网络"中烧结温度和热处理温度的研究,可以确定较佳的工艺参数。     

ZnO膜结构材料的压敏性能研究进展

从薄膜、厚膜、复合膜三个方面综述了近年来国内外关于ZnO膜结构材料的压敏性能方面的研究进展。掺杂元素、成膜工艺、退火温度、膜结构等因素都影响着ZnO膜结构材料的压敏性能,其中掺杂可以大大降低该膜的电阻率,提高非线性系数。低电位、高非线性系数的ZnO压敏薄膜及高电位梯度、高非线性系数的ZnO压敏厚膜的制备是今后研究的重点。     

用Nb_2O_5改进多元ZnO陶瓷的非线性特性

报道了Nb_2O_5含量及原料初始粒度大小的微小变化对以ZnO为基的陶瓷伏—安特性和通流能力共同产生的影响.作者发现,添加含量为0.2%(质量百分比)的Nb_2O_5与其他氧化物添加剂经良好的混合、球磨后制备的试样在各方面都具有最好的特性:非线性系数高(α≈60),泄漏电流小(0.6～1.2μA/cm~2),通流能力大(>325J/cm~3)以及寿命长(150年).当Nb_2O_5的添加量超过0.2%,而其他因素不变时,将会显著地影响试样的性能並使之变劣.     

ZnO压敏陶瓷制造用有机原材料的选择及优化应用(续)

<正>(接《电瓷避雷器》2007年第3期第46页)2分散剂分散剂是一种表面活性剂,为了便于理解分散剂的作用原理,首先介绍有关表面活性剂的理化性能,然后介绍适合于氧化锌浆料制备的表面活性剂,包括分散剂、消泡剂等。     

微波烧结氧化锌压敏陶瓷的研究进展

综述了近年来微波烧结在氧化锌压敏陶瓷中的研究进展:可提高氧化锌压敏陶瓷加热速率,降低烧结温度,改善材料的显微结构及性能,提高瓷体密度,达到高效节能的目的。但压敏电阻组分较多,微波快速烧结时,组分通过扩散和迁移在微观上均匀分布较难,可能对电性能有一定影响。结合目前国内外微波烧结氧化锌压敏陶瓷的发展现状,指出今后在压敏陶瓷微波烧结中可以采用纳米技术。     

氧化锌压敏陶瓷纳米复合材料的制备及表征

采用氨浸法制备了氧化锌压敏陶瓷纳米复合粉体,给出了制备粉体的工艺流程,并利用TEM,XRD,EDS,ASAP200物理吸附仪(BET法)及热重-差热分析仪(TG-DTA)对粉体的性能进行了表征,对用该粉料制作的氧化锌压敏电阻作了初步的电性能检测。结果表明:该复合粉体具有粒径小、分布均匀、比表面积大;压敏电阻的非线性系数达78。     

关于低压断路器的选择与使用

介绍了低压断路器的使用要求、短路分析能力的选择、四级断路器的正确使用、断路器的安装接线等 ,指出设计应用中的问题应引起有关技术人员的高度重视     

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。     

用于直流可控硅断路器的氧化锌陶瓷能量吸收器的研究

描述了低压直流可控硅电力断路器的性能及整体尺寸.认为其性能和整体尺寸是由回路切断的方法而决定.氧化锌陶瓷能量吸收器除了用于传统的高速断路器外,还是一种高能灭弧器件.在JEC标准中规定了在灭弧过程中的耐压、切断时间、浪涌能量及其详细的参数值.用于研制样品的直流1500V-3000A可控硅断路器的每一个能量吸收器是由24个φ115mm、厚度15mm的氧化锌阀片组成,其吸收能力为400kJ.这些被组装的元件在吸能器和可控硅断路器中的性能以及分立元件的性能已通过验证.