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。

MgO掺杂对ZnO基线性电阻陶瓷性能的影响

以ZnO为基添加Al2O3和MgO制备了导电陶瓷;研究了MgO掺杂含量对ZnO陶瓷电阻率、电阻温度系数和相对密度的影响;测试分析了ZnO导电陶瓷在室温小电流时的伏安特性。结果表明,ZnO-Al2O3-MgO系陶瓷具有线性的伏-安(V-I)特性;添加MgO能增大电阻率且可改善电阻温度系数,当x(MgO)=5%时,小电流电阻率为178Ω.cm,电阻温度系数为-1.5×10-3/℃;适量的MgO含量有利于烧结致密化。

ZnO线性电阻陶瓷体与烧银电极的电接触

研究了在 2 ms脉冲电流冲击下烧银电极的Zn O陶瓷线性电阻片的破坏模式、8/ 2 0μs标准脉冲电流冲击对表观电阻的影响规律、烧银电极的烧结温度和保温时间对表观电阻等的影响。测量了表观电阻与试样厚度的关系 ,进行了扫描电镜的能谱元素分析。研究结果表明 ,烧银电极与 Zn O线性电阻陶瓷体间的电接触是非欧姆接触 ,其非线性指数为 1.68。该非欧姆接触电阻是在烧银过程中银浆中的 Pb2 +离子沿晶界向瓷体内部扩散的结果 ,是 Zn O陶瓷线性电阻片非线性指数 α增大 ,表观电阻在 8/ 2 0 μs脉冲电流冲击后下降等现象的原因。

固相法与共沉淀包膜法制备氧化锌非线性电阻陶瓷粉体的比较

介绍了固相法和共沉淀包膜法制备氧化锌非线性电阻粉体的工艺 ,并比较了两种粉体制备方法对氧化锌非线性电阻电性能的影响。与固相法相比 ,共沉淀包膜法极大的改善了氧化锌非线性电阻微观结构均匀性 ,因此提高了氧化锌非线性电阻的电性能。

碳-陶瓷线性电阻侧面高阻层及其耐冲击电压性能研究

以SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)三元系玻璃为基体,莫来石为填料,制备了用于碳-陶瓷线性电阻边缘保护的高阻绝缘层。研究了高阻绝缘层和电阻瓷体的膨胀系数适配性问题,并采用1.2/50μs的冲击电压测试了电阻的耐电压冲击性能。结果表明:玻璃含量影响高阻绝缘层的膨胀系数、气孔率以及电气强度。当高阻绝缘层中的玻璃含量大于80%时,电阻的电气强度呈现明显的下降趋势;随高阻绝缘层的涂覆厚度增加,碳-陶瓷线性电阻的电气强度明显提高,当高阻绝缘层涂覆厚度控制在0.35 mm左右时,电气强度达到最大值;使用SF_(6)气体代替空气能明显提高电阻的闪络电压,在0.2 MPa的SF_(6)气体环境中,有高阻绝缘层保护的电阻耐受的闪络电压达到了22.5 kV,比缺乏保护的电阻提高了80%。

脉冲冲击对ZnO功能陶瓷性能及微观结构影响

研究了不同配比ZnO-Al2O3陶瓷电阻率变化规律及小电流(100mA^1A)下伏安特性,最小非线性系数为1.10(掺入Al2O3摩尔分数为2.0%)。采用无毒环氧树脂封装样品,2ms方波脉冲冲击。在高能脉冲冲击下,电阻值从2.8Ω减小到0.89Ω,能量密度为887.8J/cm3。

配方和工艺对陶瓷线性电阻气孔率的影响研究

陶瓷线性电阻属于多孔功能陶瓷,必须具有一定的气孔率,才能满足做断路器合闸电阻时短时接入的热容量要求。实验表明:配方中炭黑、钠长石、氧化铁的摩尔百分数分别为0.75%、1.05%和0.5%,且在坯料含水率为6%(质量分数)、成型压力为1 300 kg/cm2的工艺条件下,能够使得电阻片的气孔率严格控制在25%左右。

烧结温度对碳陶瓷线性电阻相组成及性能影响

碳-陶瓷线性电阻是由碳黑导电材料、粘土和煅烧矾土骨料在还原氛下高温烧结制成。研究了碳陶瓷线性电阻结过程中相组成及断口微观形貌的变化规律,研究了烧结温度对电阻气孔率、烧结收缩率、力学强度及电学性能的影响规律。实验结果表明,电阻相组成变化主要由粘土相变化引起,烧结过程中粘土的分解及莫来石相的形成影响导电材料的分布,从而影响电阻的电性能、力学强度。烧结温度在700~1500℃时,电阻率呈先下降后上升趋势,力学强度在1400℃时达最高,烧结温度继续升高,莫来石相二次结晶长大造成电阻力学强度下降。

成型密度对碳-陶瓷线性电阻性能的影响研究

以干压成型方式制备了碳-陶瓷线性电阻试样,研究了成型压力对碳-陶瓷线性电阻成型密度及烧结陶瓷体积密度、气孔率、电阻率、温度系数、短时热容量等性能的影响,并对其击穿通道进行了微观分析。结果表明成型压力通过影响碳陶瓷线性电阻的成型坯体密度从而影响了烧结后陶瓷体积密度、气孔率、吸水率等性能,使得电阻的导电链的分布产生差异,进而影响其电阻率及短时热容量等电性能;电阻的破坏形式为热应力造成的机械破坏。

烧结温度及骨料粒径对陶瓷线性电阻性能的影响

以氧化铝、骨料、黏土及导电碳材料为原料,骨料粒径为0.200μm和1 00μm,烧结温度分别为1 050℃、1 080℃、1 110℃、1 140℃、1 170℃和1 200℃,通过普通烧结的方法,得到两种陶瓷线性电阻,探究烧结温度和骨料粒径对其性能的影响。通过SEM和电测设备对陶瓷线性电阻进行分析。结果表明,升高烧结温度可以降低陶瓷线性电阻的电阻率,对其线性度没有影响。当烧结温度为1 050~1 080℃时,陶瓷线性电阻的综合性能更好。同时减小骨料粒径可以降低陶瓷线性电阻的电阻率以及电阻温度系数的绝对值,并能在1 110℃以上提高其能量密度。