Cr_(2)O_(3)掺杂量对SnO_(2)压敏电阻微观结构和电气性能的影响

以SnO_(2)粉、CuO粉、Nb_(2)O_(5)粉、Cr_(2)O_(3)粉为原料,采用粉末冶金技术烧结制备(98.95-x)SnO_(2)-1CuO-0.05Nb_(2)O_(5-x)Cr_(2)O_(3)(x=0,0.01,0.02,0.03,0.05,物质的量分数/%)压敏电阻,研究了Cr_(2)O_(3)掺杂量对该压敏电阻微观结构和电气性能的影响。结果表明:随着Cr_(2)O_(3)掺杂量的增加,烧结试样的相对密度、收缩率、平均晶粒尺寸均先增大后减小,当Cr_(2)O_(3)物质的量分数为0.02%时相对密度和收缩率最高,Cr_(2)O_(3)物质的量分数为0.01%时晶粒尺寸最大,粒径分布最均匀;随着Cr_(2)O_(3)掺杂量增加,SnO_(2)压敏电阻的电压梯度增大,泄漏电流密度先减小后增大,非线性系数则先增大后减小,当Cr_(2)O_(3)物质的量分数为0.02%时,压敏电阻的泄漏电流密度最小,非线性系数最大,电压梯度较高,综合电气性能最好。

SiO_(2)掺杂量对SnO_(2)压敏电阻电气性能的影响

采用传统方法制备了掺杂不同物质的量分数(0.01%,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%)SiO_(2)的SnO_(2)压敏电阻,研究了SiO_(2)掺杂量对SnO_(2)压敏电阻电气性能的影响。结果表明:随着SiO_(2)掺杂量的增加,SnO_(2)压敏电阻的电压梯度、非线性系数、势垒高度、施主密度和界面态密度均先增大后减小,泄漏电流密度先减小后增大,晶界电阻增大;当SiO_(2)物质的量分数为0.10%时,SnO_(2)压敏电阻的综合电气性能最佳,其电压梯度、非线性系数、施主密度、界面态密度、势垒高度最大,泄漏电流密度最小,分别为582 V·mm^(-1),33,1.7×10^(23)m-3,6.7×10^(16)m^(-2),2.03 eV,7.06μA·cm^(-2)。

In_(2)O_(3)掺杂量对锑基SnO_(2)压敏电阻电气性能的影响

以SnO_(2)粉、CoO粉、Cr_(2)O_(3)粉、Sb_(2)O_(5)粉、In_(2)O_(3)粉为原料,在100 MPa压力和1300℃温度下烧结制备(98.85-x)SnO_(2)-1CoO-0.05Cr_(2)O_(3)-0.1Sb_(2)O_(5-x)In_(2)O_(3)(x=0,0.05,0.10,0.15,物质的量分数/%)锑基SnO_(2)压敏电阻,研究了In_(2)O_(3)掺杂量对压敏电阻微观结构和电气性能的影响。结果表明:随着In_(2)O_(3)掺杂量的增加,锑基SnO_(2)压敏电阻的平均晶粒尺寸减小,密度先增大后减小,非线性系数、施主密度、界面态密度和势垒高度均先增大后减小,泄漏电流密度先减小后增大,电压梯度增大。当掺杂In_(2)O_(3)物质的量分数为0.10%时,压敏电阻的密度达到最大,为6.82 g·cm^(-3),综合电气性能优良,其电压梯度、非线性系数、泄漏电流密度、施主密度、界面态密度和势垒高度分别为851 V·mm^(-1),32.36,1.19μA·cm^(-2),4.4×10^(23)m^(-3),3.2×10^(16)m^(-2)和1.44 eV。

与Y_(2)O_(3)共同掺杂下Sb_(2)O_(5)掺杂量对SnO_(2)陶瓷压敏电阻电性能的影响

通过在SnO_(2)陶瓷压敏电阻中共同掺杂Sb_(2)O_(5)和Y_(2)O_(3)(0.05%,物质的量分数),采用扫描电镜和阻抗仪研究了Sb_(2)O_(5)掺杂量(0,0.05%,0.10%,0.15%,物质的量分数)对SnO_(2)压敏电阻微观形貌、电压梯度和晶粒电阻的影响。结果表明:随Sb_(2)O_(5)掺杂量增加,SnO_(2)压敏电阻的晶粒尺寸和界面态密度先增大后减小,电压梯度、非线性系数和泄漏电流密度先减小后增大;Sb2 O5掺杂量为0.10%时,SnO_(2)压敏电阻的界面态密度最大,泄漏电流密度最小,晶粒电阻最小,综合电性能最好。

SnO_2基压敏陶瓷的烧结

通过对影响SnO_2基压敏陶瓷的烧结添加剂CoO,Cr_2O_3,Nb_2O_5,Ta_2O_5,La_2O_3等化合物以及不同烧结工艺条件对SnO_2密度的影响的研究,给出了添加剂的影响结果,并对其进行了理论解释;对烧结工艺条件进行探索,分析其结果,并给出相应的理论解释。为SnO_2基压敏陶瓷烧结的进一步研究提供了依据。

SnO_(2)对低温烧结ZnBiMnNbO基高压压敏陶瓷的影响

采用传统固相烧结工艺,在875℃低温保温3 h条件下制备了0%~0.75%(摩尔分数)SnO_(2)掺杂ZnBiMnNbO基压敏陶瓷。采用高精度分析天平、XRD、SEM、EDS及高精度源表等研究了SnO_(2)含量变化对所制备材料显微结构及电学特性的影响。结果表明:在所研究范围内,SnO_(2)含量升高增大了材料的相对密度,并促进含铌Bi_(2)Sn_(2)O_(7)焦绿石新相的形成。因此,材料的平均晶粒直径由4.38μm减小至4.04μm,压敏电压由727 V/mm升高到1024.37 V/mm,非线性系数由32.37提升至52.64,漏电流密度由13.5μA/cm^(2)降低至1.55μA/cm^(2)。研究结果可为低成本、高非线性、高压压敏陶瓷的研制提供借鉴。

掺杂CaO对SnO2压敏电阻稳定性的影响

研究了掺杂不同浓度CaO对SnO_(2)压敏电阻稳定性的影响,样品在0.9 E_(1mA)/135℃/160 h的连续电压应力下进行交流加速(50 Hz)老化试验,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射、电流-电压(E-J)、电容-电压(C-V)等测试手段对样品进行测量并观察老化前后电学性能和微观结构的变化。结果表明,当CaO掺杂浓度为0.04mol%时,老化后样品的电压梯度最高为744.65 V·mm^(-1),泄漏电流最低为6.88μA·cm^(-2),老化系数为0.058,样品在实际运行中的稳定性有所提高。造成这种变化的主要原因是CaO通过固溶反应后产生的氧空位和深层缺陷促进了势垒的形成。

In掺杂SnO_(2)纳米纤维用于快速高选择性氢气传感

SnO_(2)作为典型的n型金属氧化物半导体,具有优异的物化稳定性和灵敏度,在还原性气体传感方面具有极好的表现。通过静电纺丝法和煅烧工艺在600℃下制备了纯SnO_(2)纳米纤维和(0.5%、1%、2%、3%、4%(原子分数))In掺杂SnO_(2)纳米纤维。通过测试In掺杂SnO_(2)气体传感器对氢气的气体响应,研究其气体传感性能,证明了In掺杂SnO_(2)纳米纤维在气体传感方面具有潜在应用价值。在340℃时,1%(原子分数)的In掺杂SnO_(2)纳米纤维对100×10^(-6)氢气具有最高的响应(S=6.4)并且具有极快的响应/恢复行为(3.6 s/4.5 s)和高氢气选择性。结合FESEM、TEM、XRD、XPS分别对SnO_(2)基纳米纤维的微观形貌以及尺寸,晶体结构以及元素组成进行了分析表征,以阐释验证其传感机理,并讨论了一种合理的传感机制。

Co_(3)O_(4)掺杂SnO_(2)-Sb导电固溶体电致^(1)O_(2)强氧化剂降解罗丹明B性能

【目的】降解印染废水阳极材料降解效率低,产业化进程慢。【方法】采用多次浸渍-热分解法制备了不同Co_(3)O_(4)掺杂量SnO_(2)-Sb-Co_(3)O_(4)@GF纳米复合电极材料,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其形貌、晶相、表面元素进行表征,化学捕获剂法鉴别电致自由基。【结果】Co_(3)O_(4)均匀掺杂至SnO_(2)-Sb固溶体,并在碳纤维表面形成纳米微晶薄层,其中SnO_(2)-Sb-Co1%@GF晶粒粒径较小,分布均匀致密;该电极在电解Na_(2)SO_(4)水溶液过程中释放大量·OH、SO_(4)^(·-)、·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)等强氧化性自由基,其中^(1)O_(2)对废水中RhB的降解起到较为重要的作用。【结论】线性扫描伏安、循环伏安、交流阻抗等电化学性能表征显示,该电极具有最高的交换电流密度、伏安电荷、电化学活性面积和较低的交流阻抗,显示出较突出的电解水的催化活性。

SnO_2/Zn_2SnO_4复合陶瓷的压敏性质研究

采用固相反应法制备了Zn2SnO4粉体,通过传统陶瓷制备工艺获得了致密的SnO2/Zn2SnO4复合陶瓷,研究了不同SnO2、Zn2SnO4复合比例对陶瓷压敏性质的影响。结果表明,当Zn2SnO4的比例为15%时,该复合陶瓷的非线性系数和压敏电压分别达到最大值3.4和最小值17V/mm。另外,随着Zn2SnO4含量的变化,样品的压敏电压、介电常数分别与晶粒尺寸的变化规律一致和相反,这表明,晶粒大小是影响样品介电性质的重要因素。进一步研究发现,样品的晶界势垒高度仅为0.5ev左右,这可能是SnO2/Zn2SnO4复合陶瓷材料具有低压压敏性质的重要原因。

2D/3D混合Sn基钙钛矿/SnO_(2)异质结光探测器

制备了平面结构2D/3D混合钙钛矿(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)/SnO_(2)异质结光探测器。研究发现,SnO_(2)薄膜的引入可以调控(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)薄膜的晶体生长过程,有助于获得致密的连续薄膜。在520 nm单色光辐照下,器件的响应度高达3.19×10^(5) A/W,相应的探测率为6.39×10^(15) Jones。在808 nm单色光辐照下,器件的响应度和探测器率也可分别达到1.70×10^(4) A/W和7.28×10^(13) Jones。相关性能明显高于(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)单层薄膜光探测器。器件性能的提高一方面是由于钙钛矿薄膜表面形貌的改善,提高了器件的吸收效率和载流子收集效率;另一方面是由于(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)和SnO_(2)之间形成了p-n结结构,从而有效提高了钙钛矿薄膜中的光生电子-空穴对的分离效率,降低了电子和空穴的复合几率。同时,(PEA)_(0.15)FA_(0.85)SnI_(3)/SnO_(2)界面处特殊的能级结构也可诱导器件产生光电导增益。

碳基SnO_(2)微纳米球的制备方法及其在扫描电镜校准方面的应用

该文提出了一种对设备要求低、操作简单以及成本低廉的化学气相沉积法制备不同粒径分布的碳基SnO_(2)微纳米球的新方法。该方法制备的碳基SnO_(2)微纳米球球形度好、表面光洁度高、粒径分布广,粒径在20 nm~3.3μm范围内连续分布。制备的碳基SnO_(2)微纳米球在扫描电镜观察中具有在真空和电子束轰击下稳定、导电性良好、二次电子产出率高以及粒径分布广等优点,适用于扫描电镜2~50k倍率下图像分辨率、像散以及成像质量等多项图像性能指标的校准。

烧结温度对SnO_(2)压敏电阻电气性能的影响

文章研究了烧结温度对SnO_(2)压敏电阻微观结构和电学性能的影响。通过XRD和SEM观察到烧结温度对样品致密化和晶粒尺寸具有很大影响。通过C-V曲线、E-J曲线及复阻抗图谱计算各电学参数。当烧结温度为1250℃时,样品的电压梯度为762.27 V/mm,非线性系数为36.59,泄漏电流为3.27μA/cm^(2)。在烧结过程中,形成的氧空位和深层缺陷提高了界面态密度,进一步提高了势垒高度。晶界势垒的提高会提高非线性系数,减小泄漏电流。

SnO_(2)压敏电阻的非线性电学行为与MnO_(2)添加的关系

用混合氧化物法制备掺杂CoO,Ta_(2)O_(5),MnO_(2)和Cr_(2)O_(5)的SnO_(2)压敏陶瓷。研究了MnO_(2)掺杂对SnO_(2)微观结构和电学性能的影响。通过阿伦尼乌斯图揭示其在低频与高频中产生了不同的活化能,这些活化能与氧在晶界面的吸附和反应有关。我们发现MnO_(2)提升了压敏电阻的非线性,在晶界区产生了O′和O″的吸附位点。O′和O″缺陷是晶界界面形成势垒的真正原因。

掺杂Y2O3制备高非线性和低泄漏电流的SnO2压敏电陶瓷

SnO2压敏陶瓷是一种新型的高非线性、高梯度压敏陶瓷。它在酸性和碱性环境中都有良好的稳定性,这使得它非常适合户外工作。但目前SnO2压敏电阻的综合性能还不能与主流的ZnO压敏电阻相媲美,特别是在非欧姆特性方面还需要更进一步提高。在以SnO2·CoO·Nb2O5·Cr2O3的基础配方上通过添加不同含量的Y2O3,用传统工艺烧结来探究综合性能更加优异的SnO2压敏电阻。并通过对样品进行扫描电镜(SEM)、电流-电压(E-J)、电容-电压(C-V)、X射线衍射等的测量,研究SnO2压敏电阻电学特性的形成机理。结果表明,当加入0.02mol%Y2O3时,样品的电学性能最好(电压梯度为763V/mm,漏电流为10.31μA/cm^2,非线性系数为47.5)。本研究对探索高非线性、低泄漏电流的SnO2变阻器具有重要的参考价值。

Sb_(2)O_(5)掺杂对SnO_(2)压敏电阻综合电气特性的影响

金属氧化物避雷器是电力系统绝缘配合中的关键设备,避雷器的核心元件是压敏电阻。研究了一种新型的SnO_(2)压敏电阻材料。为了进一步的改善SnO_(2)压敏电阻的综合电气特性,研究了Sb_(2)O_(5)的掺杂对SnO_(2)压敏电阻的微观结构和电气特性的影响。随着Sb^(5+)掺杂量的逐渐增加,一方面Sb^(5+)通过固溶在SnO_(2)晶格中,从而产生大量的自由电子,大大降低了在大电流区SnO_(2)的晶粒电阻率,使得残压比得到了有效抑制;另一方面增加了界面态密度Ni,改善晶界面上的肖特基势垒高度b,提高了SnO_(2)压敏电阻的非线性系数,同时也抑制了泄漏电流。由于在高温环境下Sb^(5+)很不稳定一部分会分解成Sb^(3+),而Sb^(3+)主要分布在SnO_(2)晶粒的周围,通过抑制SnO_(2)晶粒的生长来提高电压梯度。当Sb^(5+)的掺杂浓度(摩尔分数)为0.02%时,获得了最低残压比1.78,其电压梯度为418.7 V/mm,非线性系数为34.2,泄漏电流为7.2μA/cm^(2)。