退火温度对ZnO陶瓷薄膜低压压敏特性的影响

应用新型溶胶-凝胶法制备了ZnO陶瓷薄膜,研究了退火温度对ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻电性能的影响.结果表明,采用溶胶掺杂在550℃退火条件下可形成Zn7Sb2O12及ZnCr2O4相,且在退火温度范围内(550-950℃)基本上没有焦绿石相形成.当退火温度达到750℃以后,Sb2O3已全部转变为稳定性好的尖晶石相,同时存在Bi2O3、ZnO的挥发.采用适当的退火温度,可得到具有优良电性能的ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻,其压敏电压低于5V,非线性系数可达20,漏电流密度小于0.5μA /mm2.

Cr_2O_3掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响

为了制备高性能ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻器 ,利用新型Sol Gel方法研究了Cr2 O3 掺杂对ZnO陶瓷薄膜低压压敏性能的影响 .复合先驱体溶液由Bi2 O3 ,Sb2 O3 ,MnO及Cr2 O3 掺杂的ZnO纳米粉体均匀分散于含有Zn(CH3 COO) 2 ,Bi2 O3 ,Sb2 O3 ,MnO及Cr2 O3 的溶胶中制成 .研究结果表明 :利用新型Sol Gel方法制备的ZnO陶瓷薄膜中 ,ZnCr2 O4相在较低的Cr2 O3 添加量时出现 ,当Cr2 O3 的摩尔分数为 0 .75 %时 ,ZnO陶瓷薄膜的非线性系数α为 7,压敏电压为 6V ,漏电流密度为 0 .7μA/mm2 .

多组分掺杂ZnO陶瓷薄膜的射频磁控溅射法制备及表征

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了直径为50mm,厚度为3mm的Bi2O3、Sb2O3、Co2O3、Cr2O3、MnO2掺杂的ZnO陶瓷靶,采用所制备的ZnO陶瓷靶和射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上成功制备出了ZnO陶瓷薄膜,并研究了溅射功率和退火温度对ZnO陶瓷薄膜的微观结构和表面形貌的影响。结果表明:随着溅射功率的增大,ZnO陶瓷薄膜的沉积速率增大;颗粒尺寸先减小后增大。随着退火温度的升高,ZnO陶瓷薄膜的c轴取向增强;晶粒尺寸增大。溅射功率为350W,退火温度为850℃,制备出的陶瓷薄膜的相组成是ZnO主晶相、富Bi2O3相、Sb2O3相以及Zn2.33Sb0.67O4尖晶石相,得到了具有压敏电阻特性的组织结构。

一种新型线性电阻材料──ZnO陶瓷

ＺｎＯ线性电阻是由ＺｎＯ晶粒及其他晶粒组成的复合烧结体，无高阻边界层。它具有很大的耐浪涌能量、线性的Ｖ－Ｉ特性、小的正电阻温度系数。本文讨论了配方及工艺对ＺｎＯ线性电阻性能的影响，并探讨了２ｎＯ线性电阻的微观结构和导电机理。

ZnO粉的预烧对ZnO陶瓷电性能的影响

本文研究了ZnO粉料的预烧对ZnO陶瓷的S-I关系曲线,阻性电流,阻性电流与频率、温度关系,冲击电流作用下V_(1mA)变化率及残压出的影响,测定了ZnO粉料预烧前后的平均粒径和比表面积,并对实验现象进行了初步理论探讨。

微波烧结ZnO陶瓷的抗压强度研究

选用不同粒度大小和不同成型压强的ZnO样品,通过控制烧结温度、保温时间等烧结参数,在微波多模腔烧结系统中成功的烧结出了一批ZnO陶瓷样品,并对烧结出的样品进行了抗压强度的测试,讨论了粒度、成型压强、烧结温度和保温时间等对样品抗压强度的影响.

掺杂纳米ZrO2的ZnO陶瓷粉体的制备及表征

本文以硝酸锌和氧氯化锆为原料,利用共沸法制备了nm-ZrO2掺杂的ZnO陶瓷粉体,采用X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对所得粉体进行了表征。

新型ZnO陶瓷线性电阻及其在灭磁上的应用

新型ZnO陶瓷线性电阻是由ZnO晶粒和其他晶粒组成的复合烧结体,体积小,浪涌吸收能量大,伏安特性近似为线性,且具有正的温度系数,是汽轮发电机转子灭磁过电压保护的理想吸能限压元件。

常压烧结法制备ZnO陶瓷靶材

采用凝胶注模成型技术制备ZnO陶瓷坯体,并在较低温度下常压烧结后获得相对密度达98.6%、晶粒尺寸为1.35μm的陶瓷靶材,研究工艺参数对ZnO陶瓷靶材的相对密度、晶粒生长和电阻率的影响。结果表明:ZnO陶瓷靶材的相对密度随烧结温度升高而增大,在1050℃时达到最大值。适当增大升温速率或延长保温时间都有利于提高其相对密度。晶粒尺寸随升温速率的升高而减小,随保温时间的延长而增大。提高烧结温度和增加保温时间都可降低ZnO陶瓷靶材的电阻率。ZnO陶瓷靶材经1400℃烧结3 h后,获得的电阻率最小(为1.75×10-2?·cm)。

Li掺杂对ZnO陶瓷结构与电学性能的影响

研究了用传统方法在 12 0 0～ 14 0 0℃烧结的ZnO陶瓷 ,以及用放电等离子体烧结 (SPS)方法烧结的ZnO陶瓷的结构特征与电学性能 .以ZnO为基添加了不同浓度的LiOH ,制备了不同Li掺杂浓度的ZnO陶瓷 .研究了掺杂、烧结温度 ,以及烧结方法等因素对ZnO基陶瓷的微观结构、电学性能的影响 .实验表明 ,用传统方法烧结时 ,ZnO在烧结温度低于 14 0 0℃的情况下难以成瓷 ,而放电等离子体烧结 (SPS)方法可以显著降低烧结温度 .ZnO陶瓷的晶粒大小、密度随着烧结温度的增大而增大 .在同样的烧结温度下 ,LiOH含量越大 ,ZnO基陶瓷的电阻率越大 .

微波烧结ZnO陶瓷及性能研究

ZnO被誉为是面向21世纪的现代功能材料,而微波烧结技术作为一种高效、省时、节能、无污染的先进技术,在新材料的研究和发展应用中扮演着重要角色。本文利用微波多模腔烧结系统对ZnO样品进行烧结,探索ZnO的微波吸收特性,确定了最佳的烧结工艺,并分析了烧结参数对ZnO陶瓷性能的影响。

微波辅助烧结Al掺杂ZnO陶瓷的缺陷和光学性能研究

采用微波辅助烧结法在空气气氛中以1100℃烧结20 min制备出不同Al_(2)O_(3)掺杂量(摩尔分数0%~6%)的ZnO陶瓷。通过XRD、SEM、霍尔实验、UV-Vis光谱、Raman光谱、PL光谱的表征,研究了Al_(2)O_(3)掺杂量的变化对微波辅助烧结ZnO陶瓷的物相结构、微观组织、电学性能、光学性能的影响。实验结果表明,Al_(2)O_(3)掺杂并没有改变ZnO陶瓷的六方纤锌矿结构,随着Al_(2)O_(3)掺杂量的增加,在ZnO晶界处逐渐形成ZnAl_(2) O_(4)尖晶石相,ZnO晶粒尺寸逐渐减小;微波辅助烧结所制备ZnO陶瓷的室温电阻率和光学带隙随Al_(2)O_(3)掺杂量的增加呈先减小后增加的趋势;当Al_(2)O_(3)掺杂量为摩尔分数4%时,所制备ZnO陶瓷的综合性能最好,样品的室温电阻率为1783Ω·cm,光学带隙为3.04 eV;随着Al_(2)O_(3)掺杂量的增加,Al_(Zn)施主缺陷和深能级缺陷浓度增加,所制备ZnO陶瓷的Raman特征峰强度减弱,PL发光峰强度则呈现增强的趋势。Al_(Zn)缺陷的产生有助于载流子浓度的增加和杂质带的形成,从而改善微波辅助烧结所制备ZnO陶瓷的电学性能和光学性能。

铝和硼共掺杂ZnO陶瓷的制备、表征和性能研究

本文首先采用传统的无压烧结工艺制备了高密度导电的铝和硼共掺杂ZnO陶瓷(ABZO),采用相似的工艺合成了单掺铝的ZnO陶瓷(AZO),并对两种方法制备的样品进行了表征。研究了陶瓷的致密化行为、晶体结构、形貌、成分和电性能。结果表明,AZO陶瓷仅在1350℃烧结4h时获得相对密度最高为99.01%的陶瓷,但由于陶瓷中形成的绝缘ZnAl;O;相增多,电导率下降。而在1100℃时,ABZO陶瓷达到了98.84%的最大相对密度,比AZO陶瓷低250℃。随着烧结温度的升高和绝缘ZnAl;O;相的增加,ABZO陶瓷的电导率显著提高。

微波烧结ZnO陶瓷的致密性及透光性研究

采用微波烧结工艺制备ZnO陶瓷,分析微波烧结工艺对其致密度和透光性能的影响。结果表明:保温温度达到1000~1050℃之间,保温时间在1.5h左右时可以使烧结出的ZnO陶瓷的相对密度达到98%左右,且当升温速度在18~20℃左右时,可以得到透光率达到30%左右的ZnO陶瓷。

中科院上海硅酸盐所制备出高导电ZnO陶瓷

中科院上海硅酸盐研究所李国荣团队通过晶粒及晶界缺陷设计的方法，成功消除了ZnO晶界处的肖特基势垒，制备出高导电的ZnO陶瓷，其室温下的电导率高达1．9×10^5Sm^-1；同时，缺陷设计也降低了材料的晶格热导率，使该陶瓷呈现良好的高温热电性能，其在980K的功率因子达到了8．2X1014wm^-1K^-1，较无缺陷设计的ZnO陶瓷提高了55倍。

ZnO-B_(2)O_(3)-SiO_(2) 玻璃对ZnO线性电阻陶瓷结构及电学性能的影响

ZnO线性电阻陶瓷是具有较小的阻温系数和非线性系数且耐受能量较大的新型电气元件。以ZnO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)(ZBS)玻璃为烧结助剂,采用固相烧结法制得ZnO线性电阻陶瓷,研究了ZBS掺量对ZnO线性电阻陶瓷体系烧结温度、物相组成、微观结构以及电学性能的影响。结果表明:当ZBS玻璃掺杂质量分数为0.5%、烧结温度为1150℃时,ZnO线性电阻陶瓷具有最佳的综合性能,其体积密度为5.070 g/cm^(3),相对密度为95.85%,电阻率为1406.6Ω·cm,非线性系数为1.06,电阻温度系数为3.88×10^(-4)℃^(-1)。ZBS玻璃掺杂烧结工艺实现了ZnO线性电阻在1150℃的低温烧结。

ZnO压敏陶瓷的闪烧工艺研究

ZnO压敏陶瓷因具有非线性系数高、漏电流小、原料丰富等优势而得到广泛应用。传统烧结技术会造成金属氧化物添加剂在高温下大量挥发,使ZnO压敏陶瓷非线性系数降低,电学性能劣化。本文在对比传统常压烧结方法和闪烧烧结工艺的基础上,研究了电流密度对闪烧工艺制备ZnO压敏陶瓷性能的影响。结果表明:常压烧结样品与闪烧样品的相对密度均在90%以上,虽然闪烧样品的相对密度低于常压烧结样品,但其晶粒细小且尺寸分布范围窄,非线性系数较大。随着限制电流的增大,闪烧样品的相组成没有明显的变化,相对密度、晶粒尺寸和非线性系数均增加。当电流为8.5 A时,样品非线性系数为40.6,压敏性能最好。

Sol-Gel法制备ZnO压敏陶瓷及其电性

采用溶胶－凝胶（ｓｏｌ－ｇｅｌ）工艺制备ＺｎＯ电压敏陶瓷粉体．探讨其制备的最佳工艺条件：以 Ｚｎ（ＮＯ３）２与 ＮａＯＨ为反应前驱物制取胶体， Ｚｎ２＋浓度控制在 ０．５ｍｏｌ·Ｌ－１以上， ｐＨ值７．５左右，预烧温度３００℃，陶瓷烧结温度１２００℃；制得的压敏电阻的非线性系数α＝２８；研究了稀土Ｌａ２Ｏ３掺杂对该陶瓷电性的影响：低浓度掺杂时，可提高压敏电压，高浓度掺杂时；不呈现压敏特性；对粉体进行了Ｘ射线衍射和透射电镜分析，预烧后得到五元掺杂的ＺｎＯ粉体粒形呈球状，属六方晶系，粒径分布窄，约为４０～８０ｎｍ．

Cr_(2)O_(3)对ZnO-Bi_(2)O_(3)基高压压敏陶瓷性能的影响

采用固相烧结法制备ZnO-Bi_(2)O_(3)-Co_(2)O_(3)-NiO-Mn_(3)O_(4)-SiO_(2)-Cr_(2)O_(3)压敏陶瓷,研究不同掺杂量的Cr_(2)O_(3)对ZnO压敏陶瓷的微观结构和电气性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及电化学工作站分别对样品的物相、微观形貌及电性能进行表征。结果表明:Cr_(2)O_(3)的加入不仅具有抑制ZnO晶粒异常生长和提升晶粒均匀分布的作用,而且能显著降低ZnO晶粒电阻,增加晶界电阻。在Cr_(2)O_(3)添加量为0%~0.21%(摩尔分数,下同)范围内,随着添加量的增大,压敏陶瓷的非线性系数表现为先增加后减小。当Cr_(2)O_(3)掺杂量为0.14%时,ZnO压敏陶瓷具有优异的电气性能:电位梯度E_(1 mA)=216 V·mm^(-1)、泄漏电流J_L=0.36μA·cm^(-2)、非线性系数α=25、残压比K=1.815、老化系数K_(ct)=0.647。此外,该压敏陶瓷在4/10μs波形下100 kA脉冲电流冲击2次后U_(1 mA)仍保持为初始的96.75%,表现出良好的冲击稳定性,在配电系统避雷器中具有巨大的应用潜力。

高能ZnO基复合陶瓷线性电阻的制备

在 ＺｎＯ中添加 Ａｌ２Ｏ３和 ＭｇＯ，制备了高能 ＺｎＯ基复合陶瓷线性电阻，其电阻率为 ５～１３００Ω ·ｃｍ、能量密度大于 ４５０Ｊ／ｃｍ３、电阻温度系数小且近于线性．烧结温度、 ＭｇＯ添加量和降温速率分别对材料的电阻率、电阻温度特性以及线性度和能量密度有较大影响．