Bi2O3对ZnO基压敏陶瓷性能影响的研究

利用传统陶瓷制备工艺制备具有一定压敏特性的ZnO陶瓷材料，详细分析了Bi2O3掺杂对材料性能的影响及导致这一影响的具体原因，用MY3C-2型压敏电阻器三参数测试仪测试了样品的压敏电压，压比和漏流，并用BD-86型X射线衍射仪进行了物相分析，测试结果表明：在适合掺杂范围内，Bi2O3的增加有利于样品的非线性系数α及压敏电压的提高，且漏流IL随掺杂量的增加减小，超出这一范围后，样品的电学性能将会恶化，物相分析表明在添加Bi2O3，Sb2O3和BaCO3的ZnO陶瓷中，存在ZnO相，Bi2O3相，Zn223Sb0.67O4(尖晶石)相和BaSb2O6(偏锑酸钡)相。     

ZnO压敏陶瓷反射光谱的研究

利用简便的粉末反射光谱法，测量了不同烧结温度下ZnO压敏陶瓷的反射光谱，并对其影响机理进行了探讨．研究结果表明，同纯ZnO相比，压敏陶瓷反射光谱吸收边发生红移，红移量随烧结温度的提高而增大；吸收边斜率随着烧结温度升高而变小．吸收边的变化是烧结过程中ZnO晶粒表面包覆程度和元素相互扩散随温度变化的结果．高温烧结的试样在波长为566nm、610nm、650nm处存在光反射谷，反射强度随烧结温度升高而降低．烧结过程中形成的界面层缺陷是反射谷形成的主要原因，缺陷类型与温度变化无关，浓度随烧结温度的升高而增大．     

掺杂TiO2制备低压ZnO压敏陶瓷

主要研究了晶粒助长剂TiO2、烧成条件等对ZnO低压压敏陶瓷电性能的影响。结果表明：TiO2的掺入能显著促进晶粒生长，降低压敏电压V1mA，但掺入量超过一定值后一方面会生成 阻止晶粒继续生长的晶界反应层，促使压敏电压又有所升高，另一方面会生成钛酸铋立方相而引起富铋晶界相含量的减少，导致非线性特性下。提高烧成温度可以促进晶粒生长，降低压敏电压，但温度过高时由于铋的挥发加剧，利用提高烧成温度降低压敏电压会引起非线性特性和漏流等性能的劣化。     

TiO2掺杂ZnO压敏陶瓷的晶粒生长研究

应用晶粒生长动力学唯象理论研究了TiO2对ZnO压敏陶瓷的晶粒生长规律的影响,应用晶粒生长动力学方程确定了晶粒生长动力学指数和激活能,探讨了TiO2掺杂对ZnO压敏陶瓷晶粒生长的作用机理.实验结果表明对于TiO2掺杂ZnO压敏陶瓷,当烧结温度低于l050℃时,其动力学指数n=3,激活能为300±25kJ/mol,此时晶粒生长的速度控制机理是ZnO在Bi4Ti3O12液相中的扩散.而当烧结温度大于1100℃时,其动力学指数n=6,激活能为360±29kJ/mol.这是由于Zn2TiO4尖晶石颗粒钉扎在ZnO压敏瓷的晶粒边界,通过颗粒阻滞机理抑制ZnO晶粒的长大,从而使ZnO压敏瓷的晶粒生长激活能增大.     

共沉淀法制备ZnO压敏陶瓷的烧结缺陷研究

本文研究了共沉淀法制备ＺｎＯ压敏陶瓷材料烧结缺陷的特点及其对压敏特性的影响．结果表明,晶粒表面所形成的微空洞主要由ＺｎＯ的分解挥发产生,晶界的微空洞则主要是由富集于晶界处的Ｂｉ２Ｏ３分解挥发产生．并对这两类烧结缺陷的形成进行了初步讨论．     

纳米氧化锌压敏陶瓷

采用多元掺杂法以纳米级的ZnO为原料制备纳米ZnO压敏陶瓷,通过SEM,TEM,XRD等现代分析方法对其组织结构进行表征,并测量其压敏性能。实验结果表明,压敏陶瓷的粉体平均粒径可达到30nm;压敏电压Vb=462V;漏电流IL=1.2μA;非线性系数α可达到45;而且随着烧结温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,结构逐渐均匀、致密。     

ZnO压敏陶瓷的研究现状

ZnO压敏陶瓷是一类电阻随加于其上的电压而灵敏变化的电阻材料.本文阐述了它的非线性伏安特性及非线性伏安特性的微观解析,并概述了它的主要应用及发展趋势.     

ZnO压敏陶瓷热处理实验的研究

ＺｎＯ压敏陶瓷在工作电压长期作用下，会产生电流蠕变现象，使Ｓｃｈｏｔｋｙ势垒不稳定．用正电子湮没技术（ＰＡＴ）证实：ＺｎＯ在适当温度下的氧化热处理，使氧离子Ｏ－或Ｏ２－吸附于晶界层内并有利于提高ＺｎＯ性能稳定性     

掺杂Nd2O3和Sm2O3氧化锌压敏陶瓷的显微组织与电性能

采用传统固相法制备掺杂Nd2O3和Sm2O3氧化锌压敏陶瓷.采用X线衍射、扫描电镜和压敏电阻直流参数仪对其相组成、显微组织和电性能进行研究.研究结果表明:复合稀土掺杂有利于提高压敏陶瓷的综合电性能.掺杂Nd2O3和Sm2O3氧化锌压敏陶瓷,在固定Nd2O3含量时,随Sm2O3掺杂量增加,样品的平均晶粒尺寸从5.32μm减小到2.91 μm,电位梯度从389.3 V/mm增加到959 V/mm,非线性系数呈先降后升的变化,漏电流密度在0.44～8.66 μA/cm2之间变化.掺杂(摩尔分数)0.25％ Nd2O3和0.50％Sm2O3氧化锌压敏陶瓷的电性能最优,电位梯度为959 V/mm,非线性系数为36.7,漏电流为2.25μA/cm2.制备的压敏陶瓷有望用于高电位梯度避雷器.     

影响TiO2压敏电阻器电性能的因素探讨

通过理论分析和实验经验总结，讨论了微观结构、掺杂及烧结工艺对TiO2压敏电阻器电性能的影响，调整和改进这些影响因素可以达到优化电性能的目的。     

ZnO压敏陶瓷中的原子缺陷和界面电子态研究

分析指出耗尽层内施主浓度Nd、界面受主态密度Ns和界面能级深度Es是影响ZnO压敏陶瓷电性能的重要参数 .Nd与体内原子缺陷有关 ,室温下主要取决于电离的浅能级本征和非本征施主Zn·i,Zn¨i和Al·Zn,Ns和Es与界面原子缺陷密度和性质有关 .本征界面缺陷V′Zn和V″Zn对界面受主态形成起基本作用 ;偏析于晶界的大离子半径的Bi和Ba以及界面上的化学吸附氧O-和O2 -对提高Ns和Es起关键作用 ;易变价过渡元素Mn ,Co和Ni对进一步提高受主态密度起重要作用 ;Sb通过生偏锑酸钡相在稳定势垒方面起较大作用 ,对提高态密度也有一定帮助 .     

Nb2O5掺杂及TiO2压敏陶瓷埋烧工艺的研究

通过微结构分析、I-V特性及复阻抗频谱的测量,比较了埋烧和传统的裸烧工艺对于Nb^5 掺杂的TiO2压敏陶瓷材料的压敏电压和非线性系数的影响,结果表明掩埋法烧结可以降低该类陶瓷材料的压敏电压和非线性系数;考察了Nb2O5掺杂的作用,表明Nb^5 固溶于TiO2中取代Ti^4 使晶粒半导化．Nb2O5掺杂量对TiO2压敏陶瓷的I-V特性和微观结构都会有影响作用,适量Nb^5 的掺杂有助于晶粒的生长.     

铁酸铋陶瓷的制备及其磁电性能研究

采用低温固相法制备BiFeO_3前驱体,经煅烧得到BiFeO_3粉体,并在不同温度下烧结制得BiFeO_3陶瓷。分析前驱体的热分解过程、粉体和陶瓷的物相组成及陶瓷的磁性能和介电性能。结果表明,采用低温固相法制备的BiFeO_3前驱体,经700℃煅烧可制得基本为单相的BiFeO_3粉体,再经800℃烧结可以制得体积密度较大的BiFeO_3陶瓷,其在室温下不表现宏观磁性;BiFeO_3陶瓷的介电常数和介电损耗均随其烧结温度的升高而下降。     

Ta_2O_5对掺杂的TiO_2压敏陶瓷电性能的影响

基于典型的陶瓷工艺制备试样,通过对样品的压敏特性、电容频谱特性的测定及势垒高度φb的计算,研究了Ta2O5对掺杂(Ba,Bi,Si,Ta)的TiO2压敏陶瓷的压敏特性及电容特性的影响。结果表明,随着Ta2O5的摩尔分数的增加,样品的压敏电压、非线性系数和视在介电常数呈现一定的变化规律,掺入摩尔分数为0.1%的Ta2O5样品显示出最低的压敏电压和最高的视在介电常数,并从理论上进行了分析。综合考虑材料的各种电性能参数,尤其是压敏电压低压化的需求,Ta2O5掺杂摩尔分数在0.1%左右为宜。     

钐掺杂氧化锌陶瓷的晶体结构和电磁特性

以ZnO,Sm2O3粉体为原料,采用常压固相烧结法,通过优化烧结工艺,制备出平整、组织均匀、致密的Zn1-xSmxO(x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)陶瓷样品.多晶X射线衍射分析结果表明:当Sm2O3的掺杂量x≥0.04时,过量或堆积的Sm与ZnO结合生成了锌钐尖晶石相ZnSm2O4.特别研究了样品Zn0.97Sm0.03O的表面形貌与成型压力之间的关系和晶粒尺寸、相对密度、电阻率随烧结温度的变化关系.结果表明:成型压力为5 MPa时样品缺陷最少,当烧结温度为1 300℃时,用四探针测试仪测得样品电阻率的最小值为4.78×10-2Ω.cm,用阿基米德排水法测得样品的相对密度超过95%;用振动样品磁强计(VSM)测量陶瓷样品磁化强度与磁场强度之间的关系,表明样品在室温下均呈现顺磁行为.     

CeO_2对堇青石陶瓷的相组成和性能的影响

为了获得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石质耐火材料 ,用 X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末 (Mg O、Al2 O3 和 Si O2 )制备堇青石陶瓷时 ,添加 Ce O2 对堇青石陶瓷相组成和性能的影响 ,分析了 Ce O2 在烧结过程中的作用机理。试验表明 ,在 1370℃烧结 3h,该陶瓷由堇青石和孤立分布的玻璃相组成。随 Ce O2含量增加 ,陶瓷的致密度、弯曲强度和热膨胀系数逐渐升高。适量添加 Ce O2 (质量分数为 0 .0 2～ 0 .0 4) ,显著降低中间相(方石英、尖晶石 )的含量。Ce O2 的作用主要与改变 Si4+、Al3 +和 Mg2 +离子的扩散有关。这种工艺特别适用于制造窑具、高温气体过滤器等部件     

掺杂预合成添加剂对氧化锌压敏电阻性能影响

为了提高氧化锌(ZnO)压敏电阻的电学性能,采用常规烧结并在ZnO压敏电阻中掺杂预先合成的BiSbO₄和Zn₂SiO₄,研究不同掺杂比例对ZnO压敏电阻的微观结构、电学性能、通流能力的影响.结果表明:ZnO压敏电阻在掺杂BiSbO₄和Zn₂SiO₄后,能够有效抑制ZnO晶粒变大,晶体结构变得致密均匀,致密性有所提高,有效提高压敏特性和通流能力.BiSbO₄和Zn₂SiO₄掺杂比例为3∶1的样品综合性能比较优异,样品的致密度为5.58 g·cm^-3,压敏电位梯度达到425 V·mm^-1,非线性系数为70,漏电流为1.2×10^-7 A·cm^-2,能量耐受能力达到334.21 J·cm^-3,残压比为2.5.     

固相反应法合成纳米氧化锌及其光学性能研究

采用ZnSO4.7H2O和N a2CO3为原料,通过固相反应简便合成了氧化锌纳米晶,X-射线衍射(XRD)图谱证明产物为纤锌矿型晶体结构,粒度在16~25 nm范围之间.紫外吸收光谱(UV)表明产物在波长360 nm处显示很好的激子吸收,与体材料的激子吸收峰(373 nm)相比产生了蓝移,具有明显的量子尺寸效应.光致发光光谱(PL)检测结果发现,产物的紫外发光峰位随着粒径的减小向短波方向移动(蓝移),也表现出强烈的尺寸效应.