SnO2压敏陶瓷掺杂MnO2的制备和性能研究

采用MnO2部分替代ZnO的方法固相烧结制备了SnO2-ZnO-Ta2O5基压敏陶瓷。研究了Zn,Mn共同掺杂对SnO2微观结构和电学性能的影响,发现少量Mn的替代掺杂可以改善SnO2压敏陶瓷的非线性并显著提高其电压梯度。当MnO2的摩尔分数为0.25%时,样品的非线性达到了21.37,电压梯度为422 V/mm,泄漏电流为72.12μA/cm^2。造成这种变化的主要原因是Mn补充了SnO2晶格中ZnO原有的不溶部分,通过固溶反应产生了受主缺陷离子Mn″Sn,增大了受主浓度,促进了势垒的形成。同时,Mn在SnO2晶格中的溶解度较低,容易在晶界层析出,阻碍晶粒生长,增加了电压梯度。

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。

烧结温度对掺杂B_(2)O_(3)的SnO_(2)压敏电阻微观结构和电气特性的影响

研究了不同的烧结温度对掺杂B_(2)O_(3)的SnO_(2)压敏电阻的影响。通过电子扫瞄显微镜SEM图和X射线衍射图,对样品的内部结构进行了微观表征;测试了不同温度下SnO_(2)压敏电阻样品小电流区的伏安特性曲线。实验结果表明,烧结温度为1 325℃,SnO_(2)压敏电阻样品的晶粒尺寸比较均匀;样品表现出最佳的电气参数:泄漏电流为18.93μA/cm^(2),非线性系数为28.93,电压梯度为378 V/mm。

氧化锌非线性电阻片隐性开裂分析

针对氧化锌非线性电阻片制造过程中隐性开裂的问题,采用金相显微镜等方法,对开裂断面的显微结构形貌、受力方式进行分析验证,探究了塑性开裂和脆性开裂两种隐性开裂的机理以及隐性开裂发生的时段。结果表明,氧化锌非线性电阻片发生隐性开裂的主要形式是在排结合剂之后发生的脆性开裂,这种开裂方式是在受力磕碰后,早期表现为非常隐蔽的微裂纹,后经高温烧结裂纹进一步扩展,最后受磨片剪切应力后开裂显现的一种失效模式。