ZnO脉冲功率电阻应用技术研究

发布时间：2018-04-18 21:35

  本文选题：ZnO功率电阻 + 能量密度　； 参考：《电子科技大学》2014年硕士论文

【摘要】：ZnO脉冲功率电阻具有功率容量大、I-V特性线性度好、电阻温度系数小、电阻率可调、成本低等优越性能,主要用于电力系统的中性点接触电阻、断路器分合闸电阻、发动机灭磁电阻等。本文对单独掺Al的ZnO功率电阻的欧姆电极材料、烧结工艺、材料配方及耐高能脉冲冲击能力进行系统的研究。主要研究内容和结论如下:1.分别研究了含锌银浆电极、金属Al电极和Ti/Au合金电极对掺Al的ZnO功率电阻的影响。实验结果表明,在N2气氛中烧结含锌银浆电极,能有效降低电极与ZnO接触电阻;在掺Al的ZnO陶瓷表面溅射一层Al电极经退火处理后能形成欧姆接触,300℃退火时,电阻率为3.94Ω·cm,但Al在空气中易氧化电极表面形成一层薄的氧化层,增加附加的电阻;在掺Al的ZnO陶瓷表面溅射一层Ti/Au合金电极能形成良好欧姆接触,经400℃退火时电阻率为0.503Ω·cm。2.研究了单独掺杂Al(NO3)3·9H2O含量对ZnO线性电阻显微结构和电学性能的影响。实验结果表明,单独掺杂Al(NO3)3·9H2O的ZnO线性电阻性能比单独掺杂Al2O3的性能好,在掺杂含量为8mol%范围内,电阻率为0.79~22.89Ω·cm,非线性系数小于1.2,电阻温度系数为-1.0x10-3~-2.2x10-3/℃,进行20μs脉冲波强电流下耐受冲击能力测试,所能承受的能量密度达1000J/cm3,冲击测试后试样阻值降幅在5%内。3.探索性研究了LSCO(La0.5Sr0.5CoO3)陶瓷电阻的电学性能,以及烧结温度对LSCO陶瓷性能影响。实验结果表明,在1240℃~1300℃范围内,随着烧结温度增加,LSCO陶瓷密度先增大后减小;烧结温度在1270℃时,LSCO陶瓷密度6.250g/cm3,电阻率为0.5Ω·cm,非线性系数1.04,电阻温度系数-3.33x10-3/℃;将LSCO电阻试样进行贴铜片和环氧树脂封装,进行脉冲宽度20μs的高能强电流冲击,测试结果表明LSCO陶瓷电阻能承受高能量冲击,可承受住8000 J/cm3以上的能量密度的冲击,但在高压强电流冲击后,银电极与LSCO陶瓷接触不良,致使LSCO陶瓷电阻试样的电阻阻值大幅度增大。最后,结合实际应用,研究了运用ZnO+1.5mol%Al2O3材料配方制备尺寸为Φ125x10.5mm的ZnO功率电阻,对制备出的试样焊接铜片和用环氧树脂封装,最后用8.7ms脉冲波强电流进行耐冲击测试。实验结果表明,经正反各5次测试后,试样完整无损,功率容量达4.17kJ,达到了功率容量大于3.4kJ的应用要求。
[Abstract]:ZnO pulse power resistance has many advantages, such as high power capacity, good linearity of I-V characteristics, low temperature coefficient, adjustable resistivity and low cost. It is mainly used in neutral contact resistance of power system and switch resistance of circuit breaker.Engine demagnetization resistance, etc.In this paper, the ohmic electrode materials, sintering process, material formulation and high energy impulse impact resistance of ZnO power resistor alone doped with Al are systematically studied.The main contents and conclusions are as follows: 1.The effects of Zn-Ag paste electrode, Al electrode and Ti/Au alloy electrode on the power resistance of Al-doped ZnO were studied.The experimental results show that the contact resistance between the electrode and ZnO can be effectively reduced by sintering zinc containing silver paste electrode in N2 atmosphere, and when Al doped ZnO ceramic surface sputtering layer Al electrode is annealed, ohmic contact can be formed at 300 鈩，

本文编号：1770183