不同类型冲击电流对ZnO压敏电阻老化的影响研究

为了比较不同类型冲击电流对氧化锌(ZnO)压敏电阻直流老化的影响,将相同类型的ZnO压敏电阻样品分别开展2 ms方波(峰值为2 kA)耐受试验和4/10μs冲击电流(峰值为100 kA)试验。实验结果表明,在1~3轮(3~9次)的冲击耐受下,2 ms方波对ZnO压敏电阻的老化特性能起到一定优化作用,而4/10μs大电流冲击则使得ZnO压敏电阻老化特性持续劣化。利用扫描电子显微镜(SEM)、光谱仪、数字源表研究其微观结构以及电气性能参数变化。结合实验结果分析原因,4/10μs冲击电流对ZnO压敏电阻的损伤程度大于2 ms方波冲击电流的损伤程度,更容易引起ZnO压敏电阻的老化,在1~3轮(3~9次)2 ms方波耐受下,可以改善压敏电阻老化特性,其原因在于冲击电流产生热效应使构成晶界势垒亚稳定成分填隙锌离子在晶界发生反应而降低其浓度,得到比冲击前更稳定的晶界结,从而提高了其老化特性。

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。

富氧气氛烧结对SnO_(2)压敏电阻微观结构与电学性能的影响

分别在空气气氛和富氧气氛(氧气体积分数分别为30%,40%,50%)下烧结制备SnO_(2)压敏电阻,研究了烧结气氛中氧气含量对SnO_(2)压敏电阻微观结构和电学性能的影响。结果表明:与空气气氛相比,在富氧气氛中烧结的压敏电阻的物相组成与晶粒尺寸相近,气孔更少,致密性更好;随着富氧气氛中氧气含量的增多,压敏电阻的电学性能提高,尤其在氧气体积分数为50%时,压敏电阻的非线性系数提高了46.9%,电压梯度提高了45.9%,泄漏电流降低了30.0%。

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。

±800kV特高压直流换流站直流场多柱并联避雷器预防性试验研究

现行±800 kV特高压换流站避雷器预防性试验规程沿用了±500 kV常规直流避雷器的试验要求和基本方法,由于±800 kV特高压直流场避雷器采用了多柱并联的结构,而现行规程中对于这种并联结构避雷器预防性试验方法及结果判定并没有针对性的规定。本研究设计了3种试验方案,经过比较和模拟试验研究,最终选择整体试验方案作为多柱并联避雷器推荐预试方案,并提出基于整体试验方案的避雷器状态判定方法。采用此试验方法,在保证测试有效性的前提下,可减少预试工作量,并且在一定程度上减小了拆装过程对被试设备的损坏。

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。

钇和镨共掺杂对SnO_(2)压敏电阻综合电性能的调控

SnO_(2)压敏电阻作为一种新型压敏陶瓷,由于其良好的非线性和热传导特性而得到关注。本研究利用扫描电子显微镜成像、电压-电流测量、电容-电压测量和X射线衍射等方法,分析了给定含量的Y_(2)O_(3)和不同浓度Pr_(2)O_(3)的掺杂对SnO_(2)·CoO·Ta_(2)O_(5)·Cr2O3系列压敏电阻微观结构和电气性能的影响。研究发现,微量掺杂的Pr_(2)O_(3)不仅可以有效改善压敏电阻的电压梯度,且在抑制泄漏电流方面有着显著效果,但是随着Pr_(2)O_(3)的加入,样品的残余孔隙率增加,样品致密性变差。在本研究中,当Y_(2)O_(3)为0.05(摩尔分数),Pr_(2)O_(3)的含量增加至0.04(摩尔分数)时,样品的综合性能最佳,其泄漏电流降为3.28μA/cm^(2),此时,电压梯度为840 V/mm、非线性系数为39。本研究为探索微量稀土元素的共掺杂对SnO_(2)压敏电阻综合电气性能的提升提供了参考。

B_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)共同掺杂ZnO压敏陶瓷的性能

研究了B_(2)O_(3)(B)和Al_(2)O_(3)(Al)共掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能和微观结构的影响。结果表明,共掺杂B和Al的ZnO压敏陶瓷,具有低泄漏电流、高非线性和低剩余电压等优良电性能。B和Al的掺杂率为3.0%(摩尔分数)和0.015%(摩尔分数)的ZnO压敏陶瓷,其最佳样品的电参数为:击穿电压E_(1mA)=475 V/mm;泄漏电流J_(L)=0.16μA/cm^(2);非线性系数α=106;剩余电压比K=1.57。