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.     

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。     

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。     

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．     

低压ZnO压敏陶瓷晶粒边界电子陷阱态的研究

应用HP4192A低频阻抗分析仪测量了低压ZnO压陶陶瓷的复电容曲线，研究了烧结温度对复电容曲线压低角的影响规律，探讨了晶粒边界耗习层中电子陷阱的种类和起因，并对电子陷阱的特征参数进行了表征。实验发现：在低压ZnO压敏陶瓷中存在两种非理想的Deblye驰豫现象，对于每一种驰豫，其复电容曲线存在压低现象，且其压低角随着烧结温度的升高而迅速减小，在低压ZnO压敏陶瓷的耗尽层区域内存在两种电子陷阱，它们分别位于导带底0．209eV和0．342eV处，其中0．209eV处的陷阱能级对尖于本征施主Znj^x的二次电离，而0．342eV处的陷阱能级对应于氧空位V0的一次电离。     

低压ZnO压敏陶瓷材料的显微结构和电特性(1)

本文研究了ZnO—Bi_2O_3—TiO_2系半导体陶瓷材料的相组成,显微结构与电压敏感特性。该系材料经1200℃左右烧结可得到优良性能的低压、高非线性压敏电阻材料。     

Cr2O3掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响

为了制备高性能ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻器,利用新型Sol-Gel方法研究了Cr2O3掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响．复合先驱体溶液由Bi2O3,Sb2O3,MnO及Cr2O3掺杂的ZnO纳米粉体均匀分散于含有Zn(CH3COO)2,Bi2O3,Sb2C3,MnO及Cr2O3的溶胶中制成．研究结果表明：利用新型Sol-Gel方法制备的ZnO陶瓷薄膜中,ZnCr2O4相在较低的Cr2O3添加量时出现,当Cr2O3的摩尔分数为0．75％时,ZnO陶瓷薄膜的非线性系数α为7,压敏电压为6V,漏电流密度为0．7μA/mm^2。     

多元ZnO压敏陶瓷材料的I—V特性与微结构的研究

通过改进传统的长时间烧结工艺,制备出了具有好的压敏特性的多元ZnO压敏材料,获得了非线性系数α=13的结果,系统研究了材料的I-V特性,利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜微区形貌分析(SEM)研究了材料的微结构及对压敏特性的影响,对该类材料的压敏机理作了进一步的讨论。     

共沉淀纳米掺杂制备ZnO压敏电阻数学模拟

从多种离子反应平衡角度,对氨法共沉淀过程进行了理论分析,并在此基础上提出了氨法共沉淀的数学模型和计算方法.对ZnO压敏电阻粉体共沉淀反应中的只能与OH-络合的金属离子(B类离子)的单体沉淀、共沉淀,以及A类(既能与NH3也能与OH-络合的金属离子)、B类离子的共沉淀进行了理论分析和模拟计算,得到了沉淀反应中沉淀系数、络合反应系数及pH值和氨水添加量之间的关系.     

氧化锌陶瓷低温导电特性研究

研究了Nb2O5掺杂的ZnO陶瓷在低温下导电特性,结果表明,低温状态下,随着Nb2O5掺杂量的增加,ZnO电阻率降低,不同温度下烧结的ZnO样品,烧结温度越高,电阻率愈小,同一烧结温度下,不同烧结时间的ZnO样品,随着烧结时间的增加,电阻率愈小.     

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．     

La2O3掺杂的TiO2电容—压敏电阻器特性研究

为改善ＴｉＯ２电容－压敏电阻器的非线性，文章通过添加少量Ｌａ２Ｏ３，使其非线性系数得到提高，并对其原因进行了分析．结果表明，Ｌａ２Ｏ３添加剂可提高材料晶界势垒高度，从而提高了其非线性系数．     

共沉淀纳米掺杂制备ZnO压敏电阻数学模拟(Ⅰ)

从多种离子反应平衡角度，对最常见的氨法共沉淀过程进行理论分析，并在此基础上提出了氨法共沉淀的数学模型和计算方法．对ZnO压敏电阻粉体共沉淀反应中的既能与NH3也能与OHˉ络合的金属离子（A类二价金属离子）进行了理论分析和模拟计算，得NT沉淀反应中沉淀系数、络合反应系数及pH值和氨水添加量之间的关系．     

Sb_2O_3对高能氧化锌压敏电阻器性能的影响

为了改善高能氧化锌压敏电阻器（MYN）的性能，研究了Sb2O3对MYN性能的影响。结果表明：Sb2O3掺杂量小时，MYN性能变坏，但当Sb2O3掺杂量上升时，MYN的性能改善。可用Sb2O3的掺杂量对MYN微观结构的影响来解释这一现象。