氧化鋅壓敏電阻器是一種多功能半導(dǎo)體陶瓷元件,因其具有非線性歐姆特性優(yōu)良、能量吸收能力大等優(yōu)點,而被廣泛應(yīng)用于電子線路保護(hù)與電力系統(tǒng)等領(lǐng)域。隨著電子設(shè)備向小型化、輕量化發(fā)展,因此需要開發(fā)電性能更優(yōu)異的ZnO壓敏電阻器。本文分別研究了傳統(tǒng)添加劑（SnO₂、Sb₂O₃）與稀土氧化物添加劑（Gd₂O₃、Y₂O₃、La₂O₃）在不同摻雜水平和不同燒結(jié)溫度下對ZnO壓敏電阻器樣品電性能的影響規(guī)律及作用機(jī)制。具體內(nèi)容如下:（1）采用高溫固相法分別制備了摻雜添加劑SnO₂和Sb₂O₃的ZnO壓敏壓敏電阻系列樣品。采用X射線衍射、掃描電鏡和電性能測試手段分別對ZnO壓敏電阻樣品的微觀結(jié)構(gòu)及電性能進(jìn)行了測試與表征,分析了添加劑SnO₂和Sb₂O₃對樣品電性能的影響規(guī)律及作用機(jī)制。結(jié)... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ZnO壓敏電阻器的U-I特性

1）ZnO 主體：由微米級的 ZnO 晶粒構(gòu)成，它是 ZnO 壓敏電阻的主要組成部nO 顆粒的電阻率極低，只有 0.001~0.1Ω.m；ZnO 屬于六方晶系中的纖鋅礦結(jié)如圖 1.3 所示，在這種結(jié)構(gòu)中，O 原子按六方密堆積排列構(gòu)成一個正四面體，原子套構(gòu)進(jìn)正四面體中，占據(jù)正四面體一半的空隙。根據(jù)奧雷布羅伊離子半徑 ZnO 中，O2-離子半徑為 1.38nm，Zn2+離子半徑為 0.074nm。ZnO 晶體屬于正配位，其陰、陽離子的配位數(shù)都是四。2）晶界層：主要是由添加劑經(jīng)過燒結(jié)形成的多種物相構(gòu)成，是富鉍相、尖晶焦綠石相等物質(zhì)的主要分布區(qū)域。ZnO 壓敏電阻的壓敏特性主要與晶界層有關(guān)，在低電場下的電阻率很高，超過 108Ω.m；而在高電場下，晶界層則會處于導(dǎo)，電阻率極低。3）尖晶石顆粒：由 ZnO 和 Sb2O3在燒結(jié)的過程中形成的復(fù)合氧化物，其中能它金屬氧化物，是產(chǎn)生“釘扎”效應(yīng)的主要物質(zhì)。4）空隙：它是分布在氧化鋅晶粒和晶界層內(nèi)的氣孔，是壓敏陶瓷燒結(jié)過程中缺陷。空隙的含量直接影響著壓敏陶瓷的均勻性，進(jìn)而影響壓敏性能。

1）ZnO 主體：由微米級的 ZnO 晶粒構(gòu)成，它是 ZnO 壓敏電阻的主要組成部nO 顆粒的電阻率極低，只有 0.001~0.1Ω.m；ZnO 屬于六方晶系中的纖鋅礦結(jié)如圖 1.3 所示，在這種結(jié)構(gòu)中，O 原子按六方密堆積排列構(gòu)成一個正四面體，原子套構(gòu)進(jìn)正四面體中，占據(jù)正四面體一半的空隙。根據(jù)奧雷布羅伊離子半徑 ZnO 中，O2-離子半徑為 1.38nm，Zn2+離子半徑為 0.074nm。ZnO 晶體屬于正配位，其陰、陽離子的配位數(shù)都是四。2）晶界層：主要是由添加劑經(jīng)過燒結(jié)形成的多種物相構(gòu)成，是富鉍相、尖晶焦綠石相等物質(zhì)的主要分布區(qū)域。ZnO 壓敏電阻的壓敏特性主要與晶界層有關(guān)，在低電場下的電阻率很高，超過 108Ω.m；而在高電場下，晶界層則會處于導(dǎo)，電阻率極低。3）尖晶石顆粒：由 ZnO 和 Sb2O3在燒結(jié)的過程中形成的復(fù)合氧化物，其中能它金屬氧化物，是產(chǎn)生“釘扎”效應(yīng)的主要物質(zhì)。4）空隙：它是分布在氧化鋅晶粒和晶界層內(nèi)的氣孔，是壓敏陶瓷燒結(jié)過程中缺陷�？障兜暮恐苯佑绊懼鴫好籼沾傻木鶆蛐�，進(jìn)而影響壓敏性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]稀土氧化物Pr2O3摻雜對高壓ZnO壓敏電阻性能的影響[J]. 劉桂香,徐光亮,羅慶平,查忠勇,馬寒冰.  復(fù)合材料學(xué)報. 2013(03)
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[9]新型ZnO壓敏電阻片的研究進(jìn)展[J]. 王玉平,李盛濤.  電氣應(yīng)用. 2005(06)
[10]壓敏電阻陶瓷材料的研究進(jìn)展[J]. 邢曉東,謝道華,胡明.  電子元件與材料. 2004(02)

碩士論文
[1]Zn-Bi系壓敏陶瓷的低溫制備及性能研究[D]. 白海瑞.聊城大學(xué) 2018
[2]施主摻雜對氧化鋅壓敏陶瓷電性能的影響[D]. 王瀛洲.華南理工大學(xué) 2018
[3]摻雜CuO、Nb2O5和Sb2O3對ZnO壓敏陶瓷電性能及微結(jié)構(gòu)的影響[D]. 雷鎮(zhèn)全.廣西大學(xué) 2013
[4]高壓梯度ZnO壓敏電阻器的配方及制備工藝研究[D]. 鄭文奎.西安電子科技大學(xué) 2013



本文編號：3110676