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     

SiO2对SnO2.CoO.Nb2O5压敏电阻非线性电学性质的影响

对ＳｉＯ２掺杂的ＳｎＯ２．ＣｏＯ．Ｎｂ２Ｏ５压敏电阻非线性电学性质进行了研究,并对其微观结构进行了电镜扫描,且对其晶界势垒高度进行了测量,实验表明ｘ（ＳｉＯ２）＝０．３％掺杂的ＳｎＯ．ＣｏＯ．Ｎｂ２Ｏ５压敏电阻的非线性系数ａ高达３０,并且具有最高的击穿电场（３７５Ｖ／ｍｍ）。采用Ｇｕｐｔａ－Ｃａｒｌｓｏｎ缺陷模型对晶界肖特基势垒高度随ＳｉＯ２的添加而变大的现象进行了理论解释。     

SnO2压敏电阻的研究

研究了Ｃｏ２Ｏ３的含量对ＳｎＯ２．Ｃｏ２Ｏ３．Ｔａ２Ｏ５系列压敏电阻性能的影响。实验发现，在温度为１３５０℃下烧成的９９．２％ＳｎＯ２＋０．７５％Ｃｏ２Ｏ３＋０．０５％Ｔａ２ｏ５材料具有最大的击穿电压。应用晶界缺陷模型解释了ＳｎＯ２．Ｃｏ２Ｏ３．Ｔａ２Ｏ５压敏电阻产生肖特基势垒的原因。按照这一模型，Ｃｏ在肖特基势垒的的形成中起到一个关键作用。     

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)。     

氧化锌压敏电阻老化过程中非线性系数变化的研究

根据氧化锌压敏电阻(MOV)的非线性特征,结合双肖特基(Schottky)势垒理论和氧化锌陶瓷在小电流区的导电机制,提出了氧化锌压敏电阻老化劣化过程中必然伴随着非线性系数α的变化的结论.针对一种型号的MOV,通过大量实验数据分析得出:在不同老化劣化实验条件下,MOV的非线性系数α均随劣化程度的增加而呈下降趋势;在标称电...     

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。     

Sb2O3和In2O3对ZnO压敏电阻器性能的影响

研究了Sb2O3和In2O3对ZnO压敏电阻器性能的影响，适当添Sb2O3和In2O3可全面提高ZnO压敏电阻器的性能，使其击穿电场强度达326V／mm，漏电流小于1μA，非线性系数α值达107，通流量高达4kA/cm^2。     

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。     

SnO_2压敏材料势垒电压的测量

依照缺陷势垒模型 ,将压敏电阻器视为双向导通的二极管 ,应用半导体理论对低电压情况下的电流 -电压关系数据进行了处理 ,得到了 Sn O2 - Zn O- Nb2 O5压敏材料的势垒电压。选取的 4个测量温度得到的结果是相同的 ,保证了实验结果的正确性。     

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。     

MnCO_3掺杂对SnO_2·Ni_2O_3·Nb_2O_5压敏材料性能的影响

研究并分析了 Ni3+ 掺杂和 Co2 + 掺杂对 Sn O2 压敏电阻致密度和电学非线性性能的影响。研究了掺Mn2 +对 Sn O2 · Ni2 O3· Nb2 O5压敏材料性能的影响。发现 x(Mn CO3)为 0 .10 %时 ,压敏电阻具有最高的视在电场(EB=6 86 .89V/ m m)和最好的电学非线性性能 (α=12 .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 Mn CO3的挥发量两因素共同决定的     

银掺杂量对ZnO压敏电阻电性能的影响

通过传统的固相反应法在920℃制备了银掺杂的ZnO压敏电阻样品,考察了银掺杂量对样品烧结特性和电性能的影响。结果表明,银掺杂不利于样品的致密,但对于ZnO压敏电阻的电性能有明显的影响。当银在ZnO基体中的质量分数由15%增加到25%时,样品的压敏电压由1900V/cm降到600V/cm,对应的非线性系数由15.4降到9.0。这为进一步控制ZnO压敏电阻的电性能提供了新的途径。     

氧扩散热处理SrTiO3压敏电阻的非线性和界面势垒

伏安特性测量和分析表明,随热处理温度增高,空气中氧扩散热处理SrTiO3压敏电阻的界面电子势垒高度和压敏电压不断增大,而非线性系数则开始增大随后反而减小。分析认为,这与扩散层的厚度不断增加有关。复阻抗测量得到晶粒电阻Rg随热处理温度增高而增大的实验事实,为扩散层的存在及其变化提供了间接证明。     

(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。     

Zr掺杂的SnO_2瓷的压敏和介电性质

目前电子陶瓷工艺普遍采用ZrO2球作为磨介。为了弄清ZrO2球磨损对压敏瓷性能的作用,系统研究了ZrO2对(Co,Nb)掺杂SnO2瓷的压敏和介电性质的影响。当ZrO2的含量(摩尔分数)从0.00增加到1.00%时,(Co,Nb)掺杂的SnO2压敏电阻的击穿电压从345 V/mm增大到485 V/mm,1 kHz时的相对介电常数从1 590减小到1 120。晶界势垒高度测量表明:在实验范围内,Zr的含量对势垒高度的影响较小。SnO2的晶粒尺寸的迅速减小是击穿电压增高和介电常数迅速减小的主要原因。对Zr掺杂量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。     

压敏电阻陶瓷材料的研究进展

详细介绍了目前国内外研究最多的低压压敏陶瓷材料(ZnO系、BaTiO3系、TiO2系、WO3系)、电容–压敏陶瓷材料(SrTiO3系、TiO2系)及高压–压敏陶瓷材料(ZnO系、SnO2系)等的基本配方、制备工艺、性能及主要应用等。还讨论了我国在压敏电阻器研究与生产方面所存在的问题及今后的研究方向。     

Bi_2O_3和Sb_2O_3的预复合对ZnO压敏电阻性能的影响

采用固相法对Bi2O3和Sb2O3进行了预复合,并研究了不同比例的Bi2O3与Sb2O3预复合对ZnO压敏电阻致密度,晶粒结构和电学性能的影响。结果表明:当Bi2O3与Sb2O3的摩尔比为0.7:1.0时,ZnO压敏电阻的综合性能最优,其晶粒生长得最为均匀致密,电位梯度达到361V/mm,非线性系数为86,漏电流密度为7×10–8A/cm2;另外,在耐受5kA电流下的8/20μs脉冲电流波后,其残压比和压敏电压变化率分别为2.6和2.5%。     

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。     

MgSiO3掺杂对ZnO压敏电阻器电学性质的影响

采用传统陶瓷工艺制备了MgSiO3掺杂的防雷用ZnO压敏电阻。实验发现,掺杂0.04%的MgSiO3(物质的量)能显著提高其电流–电压非线性、通流能力和电压梯度E1.0,且能降低样品的漏电流IL以及残压比V40kA/V1mA。其非线性系数α和压敏电压梯度分别高达120,180V/mm,样品正反面各五次通流40kA、8/20μs波后,残压比和压敏电压变化率?V1mA/V1mA分别仅为2.56和–2.9%,且漏电流变化很小。对样品的微观结构分析显示,其电学性能的提高和晶粒的均匀程度有关。     

(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。