(Ba,Co,Nb)掺杂SnO2压敏材料电学非线性的研究

通过对样品的伏安特性，晶界势垒的测量和分析，研究了BaCO3对新型(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料微观结构和电学性质的影响。晶界势垒高度测量表明，SnO2晶粒尺寸的迅速减小是压敏电压急剧增高的原因。对Ba含量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。掺杂x(BaCO3)=0．4％的SnO2压敏电阻击穿电压为最小(140V／mm)；掺杂x(BaCO3)-0．8％的SnO2压敏电阻具有最高非线性系数(α=19．6)，最高的势垒电压(ψB=1．28eV)。     

Mn掺杂的SnO2·ZnO·Nb2O5压敏材料

研究了MnCO3掺杂对SnO2-ZnO-Nb2O5压敏材料压敏-介电性能的影响,研究中发现,掺入x(MnCO3)为0.08%的样品显示出最高的非线性系数(α=8.2),最高的势垒高度(φB=1.11eV),最高的击穿电场(E=466.67V/mm)。研究中同时发现,SnO2-ZnO-Nb2O5压敏材料的相对介电常数在573～673K间出现峰值,峰值随MnCO3掺入量的增加而增大,掺入x(MnCO3)为0.3%的样品在593K时,显示出最高的相对介电常数(εr=1.886×104)。     

（Li,Nb）掺杂SnO2压敏材料的电学非线性研究

研究了掺锂对SnO2压敏电阻器性能的影响.研究发现Li+对Sn4+的取代能明显提高陶瓷的烧结速度和致密度,且能大幅度改善材料的电学非线性性能.掺入x(Li2CO3)为1.0%的陶瓷样品具有最高的密度(P=6.77g/cm3)、最高的介电常数(ε=1851)、最低的视在势垒电场(EB=68.86V/mm)和最高的非线性常数(α=9.9).对比发现,Na+由于具有较大的离子粒半径,其掺杂改性性能相对较差.提出了SnO2@Li2CO3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.     

(Zn,Nb)掺杂SnO2压敏材料的电子特性

依据缺陷势垒模型选取Ｚｎ＾２＋和Ｎｂ＾５＋复合掺杂的ＳｎＯ２陶瓷进行研究,测量了材料的密度、失重率等物理性质和非线性系数、电流－电压（Ｉ－Ｖ）关系曲线等电子性质,利用低电流区电流密度与电场（ｌｏｇＪ－Ｅ）的线性关系定性地讨论了势垒高度与非线性之间的关系。     

SnO2-MgO-Nb2O5压敏材料系电学性质研究

对一种新的压敏材料ＳｎＯ２－ＭｇＯ－Ｎｂ２Ｏ５陶瓷进行了初步的研究。实验结果表明,本系列材料具有优异的介电性能,室温介电常数为１４０￣６００,也具有较好的压敏性,其非线性系数最大值达到６．３。     

MnCO3掺杂对SnO2·Ni2O3·Nb2O5压敏材料性能的影响

研究并分析了Ni3+掺杂和Co2+掺杂对SnO2压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响.研究了掺Mn2+对SnO2@Ni 2O3@Nb2O 5压敏材料性能的影响.发现x(MnCO3)为0 10%时,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=686 89 V/mm)和最好的电学非线性性能(α=1 2 9).样品的收缩率和致密度变化趋势不一致,这是因为样品的致密度是由收缩率和MnCO3的挥发量两因素共同决定的.     

(Cd,Co,Nb)掺杂的SnO2压敏材料的电学性质

研究了Cd对(Co，Nb)掺杂SnO2压敏材料电学性质的影响。组分为97．65％SnO2 O．75％Co2O3 0．10％Nb2O5 1．50％CdO的压敏电阻具有最大非线性系数(a=22．2)和最高的势垒(ψB=0．761eV)．当CdO的摩尔分数从0增加到3％时，(Co，Nb)掺杂SnO2压敏电阻的击穿电压从366V／mm增大到556V／mm，1kHz时的相对介电常数从1429减小到1108。晶界势垒高度测量揭示，SnO2的晶粒尺寸的减小是击穿电压增高和介电常数减小的主要原因。对Cd掺杂量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。     

SnO2压敏陶瓷掺杂MnO2的制备和性能研究

采用MnO2部分替代ZnO的方法固相烧结制备了SnO2-ZnO Ta2O5基压敏陶瓷。研究了Zn,Mn共同掺杂对SnO2微观结构和电学性能的影响,发现少量Mn的替代掺杂可以改善SnO2压敏陶瓷的非线性并显著提高其电压梯度。当MnO2的摩尔分数为0.25%时,样品的非线性达到了21.37,电压梯度为422 V/mm,泄漏电流为72.12 μA/cm2。造成这种变化的主要原因是Mn补充了SnO2晶格中ZnO原有的不溶部分,通过固溶反应产生了受主缺陷离子Mn″Sn,增大了受主浓度,促进了势垒的形成。同时,Mn在SnO2晶格中的溶解度较低,容易在晶界层析出,阻碍晶粒生长,增加了电压梯度。     

(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。     

(Li,Nb)掺杂SnO_2压敏材料的电学非线性研究

研究了掺锂对 Sn O2 压敏电阻器性能的影响。研究发现 L i 对 Sn4 的取代能明显提高陶瓷的烧结速度和致密度 ,且能大幅度改善材料的电学非线性性能。掺入 x(L i2 CO3)为 1.0 %的陶瓷样品具有最高的密度 (ρ=6 .77g/ cm3)、最高的介电常数 (ε=185 1)、最低的视在势垒电场 (EB=6 8.86 V/ mm)和最高的非线性常数 (α=9.9)。对比发现 ,Na 由于具有较大的离子粒半径 ,其掺杂改性性能相对较差。提出了 Sn O2 · L i2 CO3· Nb2 O5晶界缺陷势垒模型     

SiO_2掺杂SnO_2-ZnO-Nb_2O_5压敏陶瓷的电学特性

研究了 Si O2 掺杂对 Sn O2 - Zn O- Nb2 O5 压敏陶瓷的影响。实验结果表明 ,Si O2 可以十分显著地影响Sn O2 - Zn O- Nb2 O5 压敏陶瓷的物理和电子性质。掺杂范围为 0 .0 5 %～ 0 .40 % (摩尔分数 )时 ,材料密度在 6.2 1～ 6.5 6g/ cm3之间变动 ,非线性系数在 7.42～ 12 .80之间。烧失率、势垒电压和非线性系数的测量均表明 :掺有x (Si O2 ) =0 .2 %的 Sn O2 - Zn O- Nb2 O5 压敏陶瓷的非线性最好 ,其势垒电压为 0 .67e V,非线性系数达 12 .80     

Sr掺杂对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响

以TiO2为原材料,制备了具有压敏–电容复合功能的TiO2系压敏陶瓷材料。通过测试典型样品的V-I特性、D-f特性、电容特性及复阻抗频率谱,研究了不同掺Sr量的TiO2系压敏陶瓷材料的相关电学性质。实验结果表明,掺Sr量在强烈影响材料压敏性能的同时,对材料的电容特性也会产生较大影响。在掺Sr量为x (Sr)=0.6%时,样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为55 V/mm,a可达到5,1 kHz下损耗为0.1,相对介电常数可达2.8?05。     

掺Y对二氧化钛低压压敏陶瓷性能的影响

通过对样品密度、介电常数、I-V特性及晶界势垒特性的测定和分析,研究掺Y对(Y,Nb)掺杂的二氧化钛低压压敏-电容性能的影响.掺入x(Y2O3)0.60%的样品显示出最高的非线性常数(α=7.86)以及最高的相对介电常数(εr=8.54×104)和样品密度(可达理论密度的98.8%),与该样品最高且窄的晶界缺陷势垒相一致,是一种较为理想的压敏-电容陶瓷.提出了TiO2@Y2O3@Nb2O5晶界缺陷势垒模型.