复合添加剂的制备对ZnO压敏陶瓷的性能影响研究

发布时间：2018-04-21 11:41

  本文选题：ZnO压敏陶瓷 + 煅烧合成　； 参考：《上海大学》2015年硕士论文

【摘要】：Zn O压敏陶瓷由于具有优良的非线性伏安特性和吸收冲击能量的能力,在电力系统和电子电路中获得了广泛应用,成为了目前应用最广泛的压敏陶瓷。本文采用不同的温度制度对Zn O压敏陶瓷添加剂进行煅烧合成,制备了Zn O压敏陶瓷复合添加剂粉体,并通过固相机械混合法制备了J、K系列Zn O压敏陶瓷,此外,还在煅烧合成复合添加剂的基础上掺杂不同含量的Ce O2和Y2O3,制备了R系列Zn O压敏陶瓷,研究了不同温度制度煅烧合成复合添加剂以及不同含量的Ce O2和Y2O3掺杂对Zn O压敏陶瓷性能的影响。1.在不同的温度制度下对添加剂粉体进行煅烧合成,制备了J系列和K系列Zn O压敏陶瓷复合添加剂粉体,测试结果表明,J系列和K系列添加剂在分别经过600℃~875℃、825℃~925℃煅烧合成后,各组分间发生反应,皆生成了成分均一的Bi1.81((Mn Sb)O6)O0.72等复合氧化物,有利于Zn O压敏陶瓷微观结构均匀性的改善和综合电气性能的提高。2.通过固相机械混合法将煅烧合成的复合添加剂粉体与Zn O等混合制备了J系列和K系列Zn O压敏陶瓷,测试结果表明,添加剂经过煅烧的J1~J6 Zn O压敏陶瓷比未经煅烧的J0含有更多的晶间小晶粒,其钉扎作用抑制了Zn O晶粒的生长,导致单位厚度内的晶界数量增加,使电位梯度提高。添加剂经过煅烧的K1~K5 Zn O压敏陶瓷与未经煅烧的K0相比,晶粒分布均匀性有所改善。适当的添加剂煅烧合成可以改善Zn O压敏陶瓷微观结构的均匀性,提高电位梯度,降低压比,提高2ms方波冲击电流通流能力和交流老化性能。添加剂经过850℃、90min煅烧的J6 Zn O压敏陶瓷电位梯度为243V/mm,压比达到1.68,300A 2ms方波冲击电流试验通过率为100%,老化系数为0.85,表现出良好的综合电气性能。添加剂经过925℃、90min煅烧的K5 Zn O压敏陶瓷的电位梯度为264V/mm,压比达到1.84,300A 2ms方波冲击电流试验通过率为100%,老化系数为0.70,亦表现出良好的综合电气性能。3.在煅烧合成复合添加剂的基础上掺杂不同含量的Ce O2和Y2O3,通过固相机械混合法制备了R系列Zn O压敏陶瓷,测试结果表明,掺杂的Ce O2主要以原相Ce O2氧化物的形式存在于晶界层,与尖晶石相协同作用,对晶界产生钉扎作用,导致压敏陶瓷的电位梯度提高;而掺杂的Y2O3一方面同样单独以Y2O3氧化物的形式存在于晶界层,另一方面还与Bi2O3固溶形成含Y的富Bi相,使Bi2O3促进晶粒生长的作用受到了抑制,亦导致电位梯度的提高。随着Ce O2掺杂量的增加,R1~R3 Zn O压敏陶瓷的电位梯度近似线性大幅提高,Y2O3的掺杂亦使R4的电位梯度有较大提高,适量的Ce O2和Y2O3掺杂可以使R系列Zn O压敏陶瓷得电位梯度得到大幅提高。掺杂1.5wt%Ce O2的R3 Zn O压敏陶瓷电位梯度达到303V/mm,压比为1.89,300A 2ms方波冲击电流试验通过率为80%,老化系数为0.85,表现出良好的综合电气性能。
[Abstract]:Zno varistor ceramics have been widely used in power systems and electronic circuits because of their excellent nonlinear volt-ampere characteristics and the ability to absorb shock energy, and have become the most widely used varistor ceramics. In this paper, Zn-O varistor ceramic additive powder was prepared by calcination and synthesis of Zn-O varistor ceramic additives under different temperature conditions, and JKZn-K series Zn-O varistor ceramics were prepared by solid-phase mechanical mixing method. R series Zn-O varistor ceramics were prepared by doping different contents of ce _ 2O _ 2 and Y _ 2O _ 3 on the basis of calcination and synthesis of composite additives. The effects of calcined composite additives at different temperatures and different contents of ce _ 2O _ 2 and Y2O3 on the properties of ZnO varistor ceramics were studied. J series and K series Zn-O varistor ceramic composite additive powders were prepared by calcination and synthesis of additive powders under different temperature conditions. The results show that after calcined and synthesized at 600 鈩，

本文编号：1782333