高压ZnO压敏电阻的制备及电性能研究
发布时间：2021-03-31 03:15
氧化锌压敏电阻器是一种多功能半导体陶瓷元件,因其具有非线性欧姆特性优良、能量吸收能力大等优点,而被广泛应用于电子线路保护与电力系统等领域。随着电子设备向小型化、轻量化发展,因此需要开发电性能更优异的ZnO压敏电阻器。本文分别研究了传统添加剂（SnO2、Sb2O3）与稀土氧化物添加剂（Gd2O3、Y2O3、La2O3）在不同掺杂水平和不同烧结温度下对ZnO压敏电阻器样品电性能的影响规律及作用机制。具体内容如下:（1）采用高温固相法分别制备了掺杂添加剂SnO2和Sb2O3的ZnO压敏压敏电阻系列样品。采用X射线衍射、扫描电镜和电性能测试手段分别对ZnO压敏电阻样品的微观结构及电性能进行了测试与表征,分析了添加剂SnO2和Sb2O3对样品电性能的影响规律及作用机制。结...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO压敏电阻器的U-I特性
1）ZnO 主体：由微米级的 ZnO 晶粒构成，它是 ZnO 压敏电阻的主要组成部nO 颗粒的电阻率极低，只有 0.001~0.1Ω.m；ZnO 属于六方晶系中的纤锌矿结如图 1.3 所示，在这种结构中，O 原子按六方密堆积排列构成一个正四面体，原子套构进正四面体中，占据正四面体一半的空隙。根据奥雷布罗伊离子半径 ZnO 中，O2-离子半径为 1.38nm，Zn2+离子半径为 0.074nm。ZnO 晶体属于正配位，其阴、阳离子的配位数都是四。2）晶界层：主要是由添加剂经过烧结形成的多种物相构成，是富铋相、尖晶焦绿石相等物质的主要分布区域。ZnO 压敏电阻的压敏特性主要与晶界层有关，在低电场下的电阻率很高，超过 108Ω.m；而在高电场下，晶界层则会处于导，电阻率极低。3）尖晶石颗粒：由 ZnO 和 Sb2O3在烧结的过程中形成的复合氧化物，其中能它金属氧化物，是产生“钉扎”效应的主要物质。4）空隙：它是分布在氧化锌晶粒和晶界层内的气孔，是压敏陶瓷烧结过程中缺陷。空隙的含量直接影响着压敏陶瓷的均匀性，进而影响压敏性能。
1）ZnO 主体：由微米级的 ZnO 晶粒构成，它是 ZnO 压敏电阻的主要组成部nO 颗粒的电阻率极低，只有 0.001~0.1Ω.m；ZnO 属于六方晶系中的纤锌矿结如图 1.3 所示，在这种结构中，O 原子按六方密堆积排列构成一个正四面体，原子套构进正四面体中，占据正四面体一半的空隙。根据奥雷布罗伊离子半径 ZnO 中，O2-离子半径为 1.38nm，Zn2+离子半径为 0.074nm。ZnO 晶体属于正配位，其阴、阳离子的配位数都是四。2）晶界层：主要是由添加剂经过烧结形成的多种物相构成，是富铋相、尖晶焦绿石相等物质的主要分布区域。ZnO 压敏电阻的压敏特性主要与晶界层有关，在低电场下的电阻率很高，超过 108Ω.m；而在高电场下，晶界层则会处于导，电阻率极低。3）尖晶石颗粒：由 ZnO 和 Sb2O3在烧结的过程中形成的复合氧化物，其中能它金属氧化物，是产生“钉扎”效应的主要物质。4）空隙：它是分布在氧化锌晶粒和晶界层内的气孔，是压敏陶瓷烧结过程中缺陷。空隙的含量直接影响着压敏陶瓷的均匀性，进而影响压敏性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同环境多脉冲雷电高压下ZnO压敏电阻的失效分析[J]. 张春龙,行鸿彦,李鹏飞,李春影,吕东波. 电瓷避雷器. 2018(04)
[2]包含压敏电阻元件的低压交流电涌保护器失效模式分析[J]. 李天密,鲍舒耕,黄贵君,任怡,赵强,杨国华. 现代建筑电气. 2016(11)
[3]ZnO压敏陶瓷的研究进展及发展前景[J]. 王先龙. 佛山陶瓷. 2016(07)
[4]Sn掺杂ZnO压敏电阻器[J]. 刘明玲,汪志佳,孙美玲,高峰,郭勇. 技术与市场. 2016(03)
[5]氧化锌压敏电阻器低成本化制备技术研究进展[J]. 祁明,陈秀丽,周焕福,方亮,褚冬进. 材料导报. 2014(S1)
[6]Co掺杂调控ZnO压敏电阻交流老化特性[J]. 屠幼萍,郑增辉,李晓. 中国科学:技术科学. 2013(07)
[7]稀土氧化物Pr2O3掺杂对高压ZnO压敏电阻性能的影响[J]. 刘桂香,徐光亮,罗庆平,查忠勇,马寒冰. 复合材料学报. 2013(03)
[8]SiO2掺杂量对氧化锌压敏电阻性能的影响[J]. 段雷,许高杰,王永晔,王琴,李志祥,崔平. 人工晶体学报. 2009(S1)
[9]新型ZnO压敏电阻片的研究进展[J]. 王玉平,李盛涛. 电气应用. 2005(06)
[10]压敏电阻陶瓷材料的研究进展[J]. 邢晓东,谢道华,胡明. 电子元件与材料. 2004(02)
硕士论文
[1]Zn-Bi系压敏陶瓷的低温制备及性能研究[D]. 白海瑞.聊城大学 2018
[2]施主掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响[D]. 王瀛洲.华南理工大学 2018
[3]掺杂CuO、Nb2O5和Sb2O3对ZnO压敏陶瓷电性能及微结构的影响[D]. 雷镇全.广西大学 2013
[4]高压梯度ZnO压敏电阻器的配方及制备工艺研究[D]. 郑文奎.西安电子科技大学 2013
本文编号：3110676
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO压敏电阻器的U-I特性
1）ZnO 主体：由微米级的 ZnO 晶粒构成，它是 ZnO 压敏电阻的主要组成部nO 颗粒的电阻率极低，只有 0.001~0.1Ω.m；ZnO 属于六方晶系中的纤锌矿结如图 1.3 所示，在这种结构中，O 原子按六方密堆积排列构成一个正四面体，原子套构进正四面体中，占据正四面体一半的空隙。根据奥雷布罗伊离子半径 ZnO 中，O2-离子半径为 1.38nm，Zn2+离子半径为 0.074nm。ZnO 晶体属于正配位，其阴、阳离子的配位数都是四。2）晶界层：主要是由添加剂经过烧结形成的多种物相构成，是富铋相、尖晶焦绿石相等物质的主要分布区域。ZnO 压敏电阻的压敏特性主要与晶界层有关，在低电场下的电阻率很高，超过 108Ω.m；而在高电场下，晶界层则会处于导，电阻率极低。3）尖晶石颗粒：由 ZnO 和 Sb2O3在烧结的过程中形成的复合氧化物，其中能它金属氧化物，是产生“钉扎”效应的主要物质。4）空隙：它是分布在氧化锌晶粒和晶界层内的气孔，是压敏陶瓷烧结过程中缺陷。空隙的含量直接影响着压敏陶瓷的均匀性，进而影响压敏性能。
1）ZnO 主体：由微米级的 ZnO 晶粒构成，它是 ZnO 压敏电阻的主要组成部nO 颗粒的电阻率极低，只有 0.001~0.1Ω.m；ZnO 属于六方晶系中的纤锌矿结如图 1.3 所示，在这种结构中，O 原子按六方密堆积排列构成一个正四面体，原子套构进正四面体中，占据正四面体一半的空隙。根据奥雷布罗伊离子半径 ZnO 中，O2-离子半径为 1.38nm，Zn2+离子半径为 0.074nm。ZnO 晶体属于正配位，其阴、阳离子的配位数都是四。2）晶界层：主要是由添加剂经过烧结形成的多种物相构成，是富铋相、尖晶焦绿石相等物质的主要分布区域。ZnO 压敏电阻的压敏特性主要与晶界层有关，在低电场下的电阻率很高，超过 108Ω.m；而在高电场下，晶界层则会处于导，电阻率极低。3）尖晶石颗粒：由 ZnO 和 Sb2O3在烧结的过程中形成的复合氧化物，其中能它金属氧化物，是产生“钉扎”效应的主要物质。4）空隙：它是分布在氧化锌晶粒和晶界层内的气孔，是压敏陶瓷烧结过程中缺陷。空隙的含量直接影响着压敏陶瓷的均匀性，进而影响压敏性能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同环境多脉冲雷电高压下ZnO压敏电阻的失效分析[J]. 张春龙,行鸿彦,李鹏飞,李春影,吕东波. 电瓷避雷器. 2018(04)
[2]包含压敏电阻元件的低压交流电涌保护器失效模式分析[J]. 李天密,鲍舒耕,黄贵君,任怡,赵强,杨国华. 现代建筑电气. 2016(11)
[3]ZnO压敏陶瓷的研究进展及发展前景[J]. 王先龙. 佛山陶瓷. 2016(07)
[4]Sn掺杂ZnO压敏电阻器[J]. 刘明玲,汪志佳,孙美玲,高峰,郭勇. 技术与市场. 2016(03)
[5]氧化锌压敏电阻器低成本化制备技术研究进展[J]. 祁明,陈秀丽,周焕福,方亮,褚冬进. 材料导报. 2014(S1)
[6]Co掺杂调控ZnO压敏电阻交流老化特性[J]. 屠幼萍,郑增辉,李晓. 中国科学:技术科学. 2013(07)
[7]稀土氧化物Pr2O3掺杂对高压ZnO压敏电阻性能的影响[J]. 刘桂香,徐光亮,罗庆平,查忠勇,马寒冰. 复合材料学报. 2013(03)
[8]SiO2掺杂量对氧化锌压敏电阻性能的影响[J]. 段雷,许高杰,王永晔,王琴,李志祥,崔平. 人工晶体学报. 2009(S1)
[9]新型ZnO压敏电阻片的研究进展[J]. 王玉平,李盛涛. 电气应用. 2005(06)
[10]压敏电阻陶瓷材料的研究进展[J]. 邢晓东,谢道华,胡明. 电子元件与材料. 2004(02)
硕士论文
[1]Zn-Bi系压敏陶瓷的低温制备及性能研究[D]. 白海瑞.聊城大学 2018
[2]施主掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响[D]. 王瀛洲.华南理工大学 2018
[3]掺杂CuO、Nb2O5和Sb2O3对ZnO压敏陶瓷电性能及微结构的影响[D]. 雷镇全.广西大学 2013
[4]高压梯度ZnO压敏电阻器的配方及制备工艺研究[D]. 郑文奎.西安电子科技大学 2013
本文编号：3110676
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3110676.html
