ZnO-Bi 2 O 3 -MnO 2 系压敏瓷闪烧制备及其性能研究

发布时间：2024-04-11 00:56

　　ZnO压敏瓷具有非欧姆特性优良、漏电流小、通流容量大、响应时间快、造价低廉等优点,被广泛地应用于电力和电子设备领域,起到稳压和瞬态过电压保护的作用。但传统的固相烧结温度高,不可避免的会造成晶粒的异常长大,还会导致部分低熔点添加剂大量挥发,对材料的性能产生影响;此外,长时间的高温环境会消耗大量资源,使得传统陶瓷制备行业成为高能耗产业。近年来开发的闪烧技术,不仅具有烧结温度低,烧结时间极短的显著优势,且制备的陶瓷晶粒均匀细化,是一种高效节能低温的陶瓷制备新技术。本论文采用闪烧技术制备ZnO压敏瓷,并探究了烧结工艺参数对制备样品微观结构和电学性能的影响。本文首先进行了ZnO-Bi₂O₃-MnO₂压敏瓷升温闪烧制备实验,通过调控闪烧工艺参数如限制电流、电场强度,探究样品的致密度和闪烧起始温度的变化规律,并对压敏瓷微观结构和宏观性能进行了分析。结果表明:闪烧起始温度随着电场强度的增加而减小,当电场强度为400 V/cm时,烧结温度降低至702℃,远远低于传统烧结所需温度,且烧结时间在1 min内,极大的提高了制备效率。样品的晶粒尺...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 ZnO压敏瓷简介
        1.2.1 ZnO压敏瓷的结构
        1.2.2 ZnO压敏瓷的伏安特性
        1.2.3 ZnO压敏瓷主要电性能参数
        1.2.4 ZnO压敏瓷研究现状
    1.3 闪烧技术简介
        1.3.1 闪烧
        1.3.2 闪烧材料体系研究
        1.3.3 闪烧机理研究
    1.4 课题研究意义与研究内容
第二章 实验材料与测试方法
    2.1 实验所需主要试剂
    2.2 实验所需主要仪器
    2.3 制备工艺流程
    2.4 闪烧装置设计
    2.5 材料测试分析方法
        2.5.1 物相分析
        2.5.2 微观结构分析
        2.5.3 致密度测试
        2.5.4 样品温度分析
        2.5.5 压敏性能测试
        2.5.6 介电性能测试
第三章 ZnO-Bi₂O₃-MnO₂ 压敏瓷升温闪烧制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电场强度对闪烧参数的影响
        3.3.2 电场强度对闪烧起始温度的影响
        3.3.3 电场强度对样品温度的影响
        3.3.4 电场强度对样品致密度的影响
        3.3.5 电场强度对样品物相成分及微观结构的影响
        3.3.6 电场强度对样品电性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 ZnO-Bi₂O₃-MnO₂ 压敏瓷恒温闪烧制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电场强度对闪烧参数的影响
        4.3.2 电场强度对孵育时间的影响
        4.3.3 电场强度对样品温度的影响
        4.3.4 电场强度对样品致密度的影响
        4.3.5 电场强度对样品物相成分及微观结构的影响
        4.3.6 电场强度对样品电性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 SiO₂ 掺杂ZnO-Bi₂O₃-MnO₂ 压敏瓷闪烧制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 烧结过程闪烧参数的变化
        5.3.2 闪烧过程中样品温度变化
        5.3.3 SiO₂ 掺杂对样品致密度的影响
        5.3.4 SiO₂ 掺杂对样品的物相成分及微观结构的影响
        5.3.5 SiO₂ 掺杂对样品电性能的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3950622