共沉淀包膜法制备氧化锌压敏陶瓷粉料的研究(Ⅱ)

本文在前期研究工作的基础上 ,重点研究了五元掺杂组分共沉淀包膜ZnO微粒的过程中各种因素对粉料mol%配比、粒度分布、颗粒形状及电性能的影响 ,优化工艺参数 ;对三种制粉方法的压敏陶瓷电性能进行了比较 ,在此基础上建立氧化锌压敏陶瓷制粉新方法。     

共沉淀法制备掺杂氧化锌压敏陶瓷粉料热力学分析

本文通过对Ｍｅ^ｎ＋（Ｚｎ^２＋;Ｃｒ_３^＋,Ｍｎ^２＋;Ｓｂ^３＋,Ｂｉ^３＋,Ｃｏ^２＋）－ＮＨ_３－ＣＯ_３^２－－Ｈ_２Ｏ体系进行热力学分析的基础上,获得了Ｍｅ－ＮＨ_３－ＣＯ_３^２－Ｈ_２Ｏ体系中的ｌｇ［Ｍ］_T－ｐＨ关系图,得到了用ＮＨ_４ＨＣＯ_３和ＮＨ_３·Ｈ_２Ｏ作沉淀剂,用共沉淀法制备掺杂氧化锌压敏陶瓷粉料时,最佳共沉淀ｐＨ为７．０左右．     

掺杂TiO2粉体共沉淀包膜过程中的热力学研究

为了精确控制共沉淀包膜法制备掺杂TiO2粉体的反应条件,本文通过对Men+(Ni2+、La3+、Fe3+、Al3+)在NaHCO3-NH3.H2O体系中离子沉淀反应平衡的热力学分析,得到了Men+-CO32--NH3.H2O体系中不同总氨浓度cN和总碳浓度cC时各金属离子总浓度与pH值的关系图,并由此确定了金属离子完全沉淀的最佳pH值.热力学分析表明,以NaHCO3-NH3.H2O作为沉淀剂,采用共沉淀包膜法制备掺杂TiO2粉体时,当cN=0.010 mol/L和cC=1.000 mol/L时,反应的适宜沉淀pH为9.0左右.     

低压氧化锌压敏陶瓷的显微结构及其电学性能的研究

研究了一价碱金属离子掺杂对低压ＺｎＯ压敏陶瓷电学性能的影响规律,探讨了烧结温度、降温速度对其显微结构和电性能的影响,分析了添加剂驰骋合成对ＺｎＯ压敏陶瓷场强的影响规律。实验发现：一价碱金属离子掺杂能有效地抑制漏流,增加非线性,但同时使压敏场强增加：提高烧结温度能有铲地降低压敏场强,但过高的烧结温度将使漏流增加,非线性系数下降。通常,烧结温度以不超过１２５０℃为宜;添加剂预合成能降低ＺｎＯ压敏陶瓷的     

氧化锌压敏陶瓷的有机凝胶法制备研究

采用有机（柠檬酸）凝胶法来制备氧化锌压敏陶瓷材料，与相同成分用常规氧化物混磨工艺制粉的对照样品的性能进行比较。凝胶法制备的氧化锌压敏粉料具有准纳米级（200～300nm）的颗粒度，制成的氧化锌压敏电阻具有更高的非线性系数和压敏电压梯度．相对均匀的微观结构及高化学均匀性是采用有机凝胶法制备的氧化锌压敏陶瓷性能提高的主要原因．     

ZnO压敏陶瓷的一价离子掺杂

本文研究了一价金属离子掺杂对ＺｎＯ压敏陶瓷电性能的影响。根据晶界的Ｓｃｈｏｔｋｙ势垒模型分析计算了ＺｎＯ晶粒表层１５ｎｍ浅范围的正电荷中心浓度ＮＤ对ＺｎＯ压敏陶瓷小电流区非线性特性的影响。结果表明ＮＤ减小，非线性增强，如果掺入ＺｎＯ压敏陶瓷中的一价金属离子进入了ＺｎＯ晶粒体内对正电中心进行补偿，则会使大电流区的非线性变差。     

磁控溅射制备氢掺杂氧化锌薄膜的掺杂性能研究

主要研究了氢掺杂氧化锌(ZnO∶H)薄膜的性能,发现随着H2流量比的变化,其主要表现为浅施主掺杂、钝化空位缺陷以及刻蚀等作用。当H2流量比较小时(R≤0.02),样品沿(002)择优向生长,这时H原子主要作为浅施主掺杂,钝化氧空位和取代锌离子,使晶胞体积变小,提高ZnO薄膜的结晶性,同时使得ZnO带尾变窄,带隙变宽;SEM图观察到薄膜表面粗糙,晶粒变大、且分布均匀;薄膜电阻率下降,主要是薄膜结晶质量提高增加了电子迁移率及浅施主掺杂提高了电子浓度。当H2流量比较大时(R≥0.04),样品XRD(002)衍射峰淬灭,晶胞体积变大,薄膜结晶度降低。从红外吸收谱可以看出,在3400～3900cm-1范围,出现一个较宽的吸收带,这属于典型的O—H键区域振动模式(LVM)吸收带。由于极性分子团羟基造成电荷不平衡,产生氧空位,提高电子浓度,使薄膜电阻率降低。同时,由于刻蚀作用使得缺陷浓度增加,带尾变宽,使得薄膜带隙变窄。     

复合添加剂的共沉淀法制备及ZnO压敏陶瓷研究

采用共沉淀法合成的复合添加剂粉体制备ZnO压敏陶瓷,用TG-DTA热分析沉淀物前驱体, 通过XRD、SEM、EDS和DLS表征复合粉体的物相、形貌、组成元素、粒度及其分布, 测试压敏陶瓷性能、并观察其结构.结果表明, 550℃煅烧前驱体生成各添加剂氧化物的混合物; 650℃煅烧1 h形成组成为(Bi_1.14Co_0.26Mn_0.29)(Sb_1.14Cr_0.57Ni_0.29)O_6.25焦绿石型复合添加剂粉体, 复合粉体平均粒径为0.26μm; 复合粉体制备的ZnO压敏陶瓷的电位梯度为330 V/mm、非线性系数为47、漏电流为5μA/cm², 电性能参数分别优于固相法混合添加剂粉体制备的压敏陶瓷, 这归因于复合粉体制备的压敏陶瓷具有更均匀的显微结构.     

铝掺杂氧化锌的晶胞结构和导电性能

以ZnSO4·7H2O为原料,Al2(SO4)3·18H2O为掺杂元素化合物,无水Na2CO3为共沉淀剂,采用共沉淀法制得Al掺杂氧化锌粉体。利用TEM,XRD,UV-Vis分析手段和Rietveld分析方法对粉体的晶胞结构和性能进行表征。结果表明:在还原气氛H2下煅烧制得的粉体尺寸较小,粒径分布均匀;粉体的晶胞参数开始随Al掺杂量的增加明显减小,随后晶胞参数随Al掺杂量增加逐渐增大,Al在氧化锌中的固溶度为2.2%(摩尔分数);Al掺杂氧化锌样品的UV-Vis吸收光谱较纯氧化锌产生明显红移,进一步证明Al掺杂进入氧化锌晶格形成了固溶体,Al掺杂量为2.2%(摩尔分数)时,粉体的体积电阻率最低,约为48.0Ω·cm。     

导电氧化锌粉体的掺杂和制备

阐述了掺杂氧化锌粉体的导电机理,介绍了常用的制备方法并比较分析了各种方法的优缺点,指出导电氧化锌粉体制备技术中所存在的问题和可能的解决途径.     

草酸共沉淀法制备Sm掺杂CeO2粉末研究

采用草酸盐共沉淀法制备Sm2O3掺杂CeO2粉末(SDC),XRD分析结果表明为纯相的Sm2O3掺杂CeO2(SDC)固溶体.采用XRD、SEM、TG/DSC、激光粒度分析仪等对粉末的性质和制备工艺条件进行了研究.通过优化沉淀反应pH值,草酸溶液浓度和沉淀物的煅烧温度等制备工艺条件,得到高烧结活性的SDC粉末,沉淀反应pH值为6～7,草酸浓度为0.3mol·L-1形成的草酸沉淀物在700℃煅烧的氧化物粉末,1350℃烧结可以达到95%的理论密度.     

Ce掺杂氧化锌的制备及应用研究

以醋酸锌和硝酸铈为原料,采用水热法制备氧化锌(ZnO)纳米棒和铈(Ce)掺杂的Ce-ZnO复合材料。并对样品的物理和光学性能进行了表征。以亚甲基蓝溶液为模拟废水,研究了制得的ZnO复合材料的紫外光催化脱色效能。结果表明,在Ce用量为1.5%(摩尔分数),紫外光照时间为50min条件下,光催化性能最好,Ce-ZnO对100mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达到98.6%,经过4次循环,对MB的降解率仍达94.1%,说明材料的光催化稳定性较好。     

微波法制备纳米棒状氧化锌及其掺杂改性

以商洛某铅锌尾矿库的铅锌冶金炉窑渣制得的醋酸锌为锌源,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀结合微波法制备纳米氧化锌。通过XRD,SEM对样品进行表征。以亚甲基蓝(MB)的光催化脱色降解为模型反应,考察分散剂及其用量、合成温度及微波热解时间对降解实验的影响。通过金属离子掺杂,制备了掺杂Sn、Ag、Al元素的纳米ZnO。研究表明:以聚乙二醇20000为分散剂,在80℃水浴中水解4h,微波热解15min得到的纳米棒状氧化锌粉体,在紫外光下具有高催化活性,照射100min,MB的光降解率达78.3%,照射150min可以使MB溶液的光降解率达99%以上。金属离子掺杂后,在紫外降解100min时,掺Sn、Ag、Al样品对亚甲基蓝的光降解率最高分别达93.6%、99.7%、90.4%,较未掺杂ZnO的78.3%有显著的改善。     

铈掺杂氧化锌的制备及发光性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH为原料通过沉淀法制备了一系列Ce掺杂氧化锌(ZnO)材料,研究了Ce掺杂量、煅烧温度和煅烧时间对ZnO发光性能的影响。并用X射线衍射仪和荧光分光光度计对ZnO材料进行表征。结果表明:ZnO与Ce掺杂ZnO的结晶度均较高,Ce的掺杂没有改变ZnO的晶体结构。在煅烧温度为500℃,煅烧时间为2h,Ce掺杂量(摩尔分数)为2%时ZnO的发光性能最佳。Ce掺杂ZnO材料被波长为350nm的光有效激发,在波长为510nm附近的绿光处出现最强发射峰。     

共沉淀法制备钒掺杂钛酸铋粉体及其陶瓷性能研究

采用共沉淀法制备了掺钒钛酸铋粉体，研究了粉体的晶化过程、微观形貌和烧结性能．与传统固相反应法相比，共沉淀法合成钛酸铋相的反应可在550℃完成，比固相反应法低250℃左右，所得粉体的粒径〈100nm．此外，共沉淀法制备的粉体具有良好的烧结性能，在900℃达到理论密度的96％．与固相法烧结陶瓷相比，共沉淀粉体制备的材料具有更低的介电损耗．     

铝掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

研究了微量铝(Al)掺杂对氧化锌(ZnO)压敏陶瓷显微结构、电性能和本征点缺陷浓度等方面的影响及其作用机理。研究结果表明, 介电损耗峰值能够在一定程度上反映ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度, 微量Al掺杂能够引起ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度的显著降低。氧空位缺陷对应的损耗峰峰值从88.82下降到1.74, 锌填隙缺陷对应的损耗峰峰值从133.38下降到8.14。随着Al掺杂量的增加, ZnO压敏陶瓷平均晶粒尺寸从9.15 μm逐渐下降到6.24 μm, 而压敏电压从235 V/mm逐渐提高到292 V/mm。可见Al掺杂抑制了ZnO压敏陶瓷中本征点缺陷的形成, 而本征缺陷浓度的降低导致材料显微结构和电性能发生明显变化。本文阐述了Al掺杂对ZnO压敏陶瓷本征缺陷的影响机理, 建立了ZnO压敏陶瓷显微形貌、电性能、介电性能和本征点缺陷之间的联系。     

新型低压WO3基压敏电阻掺杂及制备条件研究

研究了Ｃｏ２Ｏ３掺杂剂工艺及条件等对低压ＷＯ３基压敏电阻性能的影响,在保持ＭｎＯ２及Ｎａ２ＣＯ３含量不变的前提下,我们发现,对于ＷＯ３－ＭｎＯ２－Ｎａ２ＣＯ３系列,掺入Ａｌ２Ｏ３可以明显改善其电化学稳定,但同时也失去了非线性,而Ｃｏ２Ｏ３的掺入可以明显提高非线性,以１％（摩尔分数）的Ｃｏ２Ｏ３含量为最好,其α值约为５．５（从Ｕ１ｍＡ到Ｕ０．ｍＡ）击穿场强小于１０Ｖ／ｍｍ。最高烧结温度应不低于１１０     

化学共沉淀制备ZnO压敏电阻粉体研究

做 对压敏电阻主原料ZnO粉的特性、添加剂粉料的掺杂方法和化学共沉淀制备ZnO压敏电阻粉体进行了研究。 利用SEM、TEM、红外吸收谱、比表面积和粒度分布测定表征了所制备的球状、棒状和不同颗粒大小的ZnO粉。压敏电阻研究表明,颗粒细的球状ZnO粉有利于获得微结构均匀的压敏电阻。 对添加剂采用溶液形式进行了有选择的定量掺杂研究,结果表明,对晶粒固溶添加剂采用溶液形式掺杂,可以使它们更有效地固溶入ZnO晶粒中,获得的压敏电阻小电流区的电气性能优异,且电压温度系数表现为正值。所有添加剂采用溶液形式掺杂,压敏电阻通流能力得到了提高。 针对压敏电阻体系进行了单体元素沉淀的pH值与沉淀量的变化关系研究。采用共沉淀制得了颗粒细、活性好的添加剂复合粉料。用这种添加剂复合粉料与利用溶液掺杂Al的ZnO粉制作的压敏电阻,通流能力比用传统的球磨混合氧化物粉体制得的提高了1倍。首次通过实验找到了解决提高通流能力这一难题的途径。 实验研究获得了焙烧温度和pH值对粉体特性的影响规律。用SEM、TEM、粒度分布、比表面积、等离子体发射光谱和X射线衍射测定表征了粉体的特性。结果表明,pH为6.6、焙烧温度为800℃时获得的粉体颗粒细,平均粒径为0.87μm,活性好,比表面积为7.93m~2/g。化学共沉淀粉体制得的     

氧化锌压敏陶瓷粉体的研究进展

综述了氧化锌压敏陶瓷粉体的研究进展,分析了粉体特性对压敏电阻微观结构和电性能的影响以及粉体制备中存在的问题.对粉体的制备方法和应用前景进行了展望,指出化学法合成复合粉体和高能球磨法制备纳米粉体是氧化锌压敏陶瓷粉体的两个主要发展趋势.