ZnO壓敏陶瓷因其具有優(yōu)良的壓敏性能,普遍應(yīng)用于計算機、家用電器、高壓電電路、以及大功率型電路設(shè)備中,同時,ZnO-Bi₂O₃系壓敏陶瓷是壓敏陶瓷里研究最為廣泛的體系。隨著電子-電力產(chǎn)品的集成化、微型化、功能化發(fā)展,多層式ZnO壓敏陶瓷的制備研究及性能優(yōu)化越來越受到研究學(xué)者的重點關(guān)注。為了實現(xiàn)銀漿與ZnO壓敏陶瓷的共燒及電性能的優(yōu)化,本論文通過摻雜的方式研究了低溫?zé)Y(jié)助劑（BST）、添加劑In₂O₃,Ga₂O₃,La₂O₃和Co₃O₄的摻雜對ZnO-Bi₂O₃-MnO₂-SiO₂-TiO₂壓敏陶瓷相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、致密性和電性能的影響規(guī)律,探究了添加劑優(yōu)化電性能的作用機制,實現(xiàn)了性能優(yōu)異的ZnO-Bi₂O₃系壓敏陶瓷的... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ZnO壓敏電阻的I-V特性曲線

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6此，ZnO主晶相決定了壓敏陶瓷的勢壘高度以及晶粒自身的導(dǎo)電性，從而影響壓敏特性。圖1-1ZnO晶體結(jié)構(gòu)Fig.1-1CrystalstructureofZnO富鉍相是一種絕緣性的物相，電阻率大，其作為ZnO壓敏陶瓷中的第二晶相，一般存在于相鄰ZnO晶粒之間的晶界處，組成與摻雜物質(zhì)有關(guān)。在ZnO-Bi2O3系壓敏陶瓷中，富鉍相主要成分是Bi2O3，微量成分有MnO2、Co2O3、SiO2、NiO和TiO2等氧化物。由于Bi2O3的熔點低，約為825℃，故在燒結(jié)過程中易形成液相Bi2O3。此外，Bi2O3也會與其他組成發(fā)生共熔，形成的低共熔液相將摻雜組分溶解，加速摻雜物質(zhì)的傳質(zhì)，促進固相反應(yīng)；在冷卻過程中，液相析晶形成富鉍相，改變晶界態(tài)密度。因此，富鉍相主要起著改變壓敏電壓的作用，其次可改變晶粒與晶界之間的勢壘高度，從而影響壓敏特性。ZnO-Bi2O3系壓敏陶瓷中的其他物相主要包括尖晶石相和摻雜物質(zhì)形成的新相。這些物相容易在晶粒邊界形成釘扎效應(yīng)，阻礙ZnO晶粒的長大。新相一般不參與導(dǎo)電過程，對電性能沒有直接影響；但過量的尖晶石和其他新相的形成會發(fā)生聚集，從而形成晶粒較大的雜質(zhì)相，產(chǎn)生較大的氣孔，導(dǎo)致壓敏特性變差。因此，其他物相的產(chǎn)生可細(xì)化ZnO晶粒的尺寸，以達(dá)到優(yōu)化樣品壓敏性能的目的。此外，對于陶瓷材料而言，氣孔是不可避免的。對于ZnO-Bi2O3系壓敏陶瓷而言，Bi2O3的揮發(fā)容易產(chǎn)生氣孔，氣孔過多會導(dǎo)致壓敏電阻陶瓷的壓敏性能變差。故控制Bi2O3的揮發(fā)是降低氣孔率的一個重要方向，低的氣孔率是保證樣品穩(wěn)定性及優(yōu)異電性能的必要條件。1.3ZnO-Bi2O3系壓敏陶瓷的研究進展目前，ZnO壓敏電阻陶瓷的主要研究方向集中在電性能的優(yōu)化和低溫制備。對于電性能的優(yōu)化而言，研究學(xué)者主要?

2實驗原料及方法13由于燒銀過程中可能會存在銀漿擴散或涂覆不規(guī)范等現(xiàn)象，所以需將燒銀后的樣品進行表面處理，磨掉樣品邊緣處的導(dǎo)電銀漿，確保樣品的測試準(zhǔn)確度，然后將樣品裝進自封袋，放入干燥器中，待測試備用。圖2-1ZnO壓敏陶瓷制備工藝Fig.2-1ThepreparationofZnOvaristor2.3性能表征與測試2.3.1密度測試本實驗采用電子天平(AL104）來測量樣品的密度。由于ZnO壓敏陶瓷中存在的氣孔一般是閉孔，在常溫下浸泡難以準(zhǔn)確的測定樣品的真實體積密度，所以采用了煮沸法來測定樣品的體積密度。具體步驟如下：（1）將經(jīng)過燒結(jié)后的樣品進行表面拋光處理，然后放入超聲清洗儀器中超聲10min，去除樣品表面的附著物，避免煮沸過程中產(chǎn)生的質(zhì)量損失；（2）將超聲后的樣品放入120℃的烘箱中烘干24h，準(zhǔn)確稱量樣品的干重M1;（3）然后把樣品放入煮沸的去離子水中，煮沸至沒有氣泡出現(xiàn)；（4）待樣品冷卻后放入電子天平，稱量樣品在水中的質(zhì)量M2;（5）讀取測量時水的溫度以及水的密度ρ水；（6）取出樣品后，用干凈無塵紙巾擦拭樣品表面的殘余水分，再稱量樣品充分吸水后的濕重M3;利用阿基米德排水法測得的ZnO壓敏陶瓷的體積密度ρ，公式如下；=132水（2-1）


本文編號：3416856