(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。     

(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)。     

Nb掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响

研究了Nb2O5对ZnO压敏材料电学性能的影响。当x(Nb2O5)从0增加到1％时，ZnO压敏电阻的击穿电压从209V／mm降至0．70V／mm，40Hz时，样品电阻从0．21MΩ降至48．3Ω，1kHz时的相对介电常数从831增大到42200。晶界势垒高度测量表明：在实验范围内，Nb对势垒高度的影响较小。ZnO晶粒的变大是压敏电压急剧降低和介电常数增大的主要原因。对Nb掺杂量的增加引起样品阻抗减小的根源进行了解释。     

Na掺杂对ZnO压敏材料电学性能的影响

研究了Na2CO3对ZnO压敏材料电学性能的影响。当掺入的Na2CO3之摩尔分数x从0增加到0.2%时,ZnO压敏材料的击穿电压从209 V/mm增加到934 V/mm,1 kHz时的相对介电常数从1 158降到57。晶界势垒高度测量表明:在实验范围内,Na对势垒高度的影响较小。ZnO晶粒的变小是压敏电压急剧升高和介电常数减小的主要原因。对Na2CO3掺杂量的增加引起ZnO晶粒减小的原因进行了解释。     

CeO_2掺杂引起SnO_2压敏电阻的晶粒尺寸效应

研究了掺CeO2对SnO2Co2O3Ta2O5压敏电阻器性能的影响。研究发现:随着x(CeO2)从0增加到1%,压敏电压从190 V/mm增加到205 V/mm,相对介电常数从3 317减小到2 243,晶粒平均尺寸从12.16 mm减小到6.23 mm,在晶界上的Ce4+阻碍了SnO2晶粒的生长。为了解释样品电学非线性性质的起源,笔者提出了SnO2Co2O3Ta2O5CeO2晶界缺陷势垒模型。同时,对该压敏电阻器进行了等效电路分析,试验测量与等效电路分析结果相符。     

Sr引起的(Co,Ta)掺杂SnO2压敏陶瓷的晶粒尺寸效应

研究了SrCO3对(Co,Ta)掺杂的SnO2压敏陶瓷的微观结构和电学性质的影响。当x(SrCO3)从0增加到2.5%,该SnO2压敏陶瓷的压敏临界电场强度从318V/mm猛增到3624V/mm,而相对介电常数从1509大幅降至69。当x(SrCO3)为2.0%时,样品的压敏电场和非线性系数分别为2204V/mm和24;添加x(SrCO3)为2.5%的样品的压敏电场和非线性系数分别为3624V/mm和22。     

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)。     

Nb_2O_5掺杂量对ZnO压敏电阻器性能的影响

通过掺杂微量Nb2O5制备了ZnO压敏电阻器,运用扫描电子显微镜(SEM)和电性能测试手段分析了Nb2O5掺杂对ZnO压敏电阻器微观结构和电性能的影响,测量了晶界势垒高度φH,并探讨了其对ZnO压敏电阻器性能的影响。结果表明:掺杂适量的Nb2O5可以明显改善ZnO压敏电阻器的微观结构和电性能;当Nb2O5的掺杂量为摩尔分数0.10%时,所制ZnO压敏电阻器的晶粒尺寸最大,且压敏电压V1mA、非线性系数α和φH值分别为174V,30和0.463 eV。     

钕掺杂对SnO_2·Co_2O_3·Nb_2O_5压敏电阻瓷电性能的影响

通过对样品的伏安特性,晶界势垒的测量和分析,研究了Nd2O3对SnO2·Co2O3·Nb2O5压敏电阻瓷电性能的影响。发现掺入x(Nb2O3)为0.050%的样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为460.69 V/mm,密度为6.812 g/cm3,非线性系数为18.7。为了说明电学非线性的起源,提出了SnO2压敏材料的一个缺陷势垒模型。     

TiO_2系压敏陶瓷施主掺杂研究

研究了Ta2O5和Nb2O5掺杂对TiO2系压敏陶瓷电性能的影响。采用电子陶瓷制备工艺,制备了两组TiO2系压敏陶瓷,借助热电子发射理论,分析了样品的I-V特性及介电频谱特性。结果发现,Ta2O5掺杂的样品具有最低的压敏电压(E10mA=5.03 V.mm–1)和最大的视在介电常数(εra=1.5×105)。     

TiO2掺杂导致的SnO2压敏陶瓷晶粒尺寸效应

研究了TiO2掺杂对SnO2-Co2O3-Nb2O5系压敏陶瓷材料电学性能的影响。掺入x(TiO2)为1.00%的陶瓷样品具有最高的密度(r = 6.82 g/cm3),最高的视在势垒电场(EB= 476 V/mm),最高的非线性系数(a = 11.0),最小的相对介电常数。未掺杂的样品阻抗最大。随TiO2掺杂量的增加晶粒逐渐变小,晶粒尺寸的减小归因于未固溶于SnO2晶格而偏析在晶界上的TiO2阻碍相邻SnO2晶粒融合。为了解释SnO2-Co2O3-Nb2O5-TiO2系电学非线性性质的根源,对前人的晶界缺陷势垒模型进行了修正。     

Li~+对ZnO压敏陶瓷电性能和能带结构的影响

采用氧化物固相合成法,制备了掺Li2CO3的ZnO压敏陶瓷。研究了掺Li2CO3量对ZnO压敏陶瓷电性能和能带结构的影响。结果表明:当x(Li2CO3)从0增加到0.50%时,压敏电位梯度从529V/mm增大到2170V/mm。XRD测试发现,掺Li2CO3并未出现新相结构。晶界势垒高度揭示,ZnO晶粒尺寸的迅速减小是压敏电位梯度急剧增高的主要原因。Li+置换Zn2+,将会在禁带中价带的顶部形成附加的受主能级,使能带发生畸变。     

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。     

Cu掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的介电性能和晶界特征

采用传统的固相反应工艺制备了Cu掺杂的CaCu3Ti4O12(Cu-CCTO)陶瓷。采用Schottky热电子发射模型研究了其晶界特征。研究了保温时间对Cu-CCTO陶瓷的介电性能和晶界特征的影响。结果表明:保温时间从1 h延长到30 h,Cu-CCTO陶瓷在100 kHz下的介电损耗保持在0.135,相对介电常数由3 600增至20 000以上。随着保温时间的延长,Cu-CCTO陶瓷的I-V非线性系数由1.8增至3.37,但击穿电场强度却由1 500 V/cm降至约700 V/cm。随着保温时间的延长,Cu-CCTO陶瓷的势垒高度和耗尽层宽度均增加。     

钨掺杂对二氧化钛压敏电阻瓷电性能的影响

通过对样品的伏案性质、介电常数以及晶界势垒的测量和分析,研究了WO3对TiO2压敏电阻瓷电性能的影响。研究发现掺入x(WO3)为0.25%的样品表现出最好的压敏性质,其压敏电压为42.5V/mm,非线性系数α达到9.6,以及较高的相对介电常数(εr=7.41×104),是一种具有较好潜力的电容-压敏电阻器。通过不同烧结温度的实验,发现1 350℃是最佳烧结温度。类比ZnO压敏材料的晶界势垒模型,提出了适合TiO2压敏材料的肖特基势垒模型。     

BT基Y5V高压电容瓷织构对抗电强度的影响

在研制BaTiO3(BT)基Y5V高压电容器瓷料基础上,对不同配方的试样进行交流高压试验,SEM显微结构分析结果显示,当试样晶粒较小时(3~10μm),抗电强度较高(≥4.3MV/m),强交流电场引起的晶粒应力、应变不足以导致晶粒击穿;而晶粒较粗时(≥20μm),其应力、应变导致抗电强度明显降低。瓷体中次相对强交流电场有缓冲作用,随含量增加而抗电强度提高,但介电常数降低。在此基础上探讨了瓷体织构对抗电强度影响机制。