ZnO-Bi2O3基壓敏陶瓷的電性能優(yōu)化研究.pdf

1、采用固相反應(yīng)法制備了 ZnO-Nb2O5、Bi2O3-MoO3、Bi2O3-B2O3等系列導(dǎo)電陶瓷以及ZnO-Nb2O5-Bi2O3-PbO、ZnO-Bi2O3-TiO2-Co2O3-MnO2-Nb2O5-Sb2O3系壓敏電阻器。以XRD、SEM表征ZnO樣品的微結(jié)構(gòu),以霍爾效應(yīng)和正電子湮沒(méi)壽命譜分析樣品的電阻率、載流子濃度、內(nèi)部缺陷,以氧化鋅避雷器直流參數(shù)測(cè)試儀測(cè)量 ZnO-Nb2O5-Bi2O3-PbO和ZnO-Bi2O3-TiO2

2、-Co2O3-MnO2-Nb2O5-Sb2O3等壓敏電阻器的閾值電壓、漏電流和非線(xiàn)性系數(shù),研究材料成分、微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)、載流子濃度等因素對(duì)其電學(xué)性能的影響,得到以下主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
　　(1)ZnO-Nb2O5導(dǎo)電陶瓷的電子密度隨 Nb2O5摻雜量的改變而改變。隨著 Nb2O5摻雜量的增加,正電子的平均壽命先減小后增大,即電子密度先增大后減小;當(dāng)Nb2O5摻雜量為1.5 mol％時(shí),正電子的平均壽命最小,此時(shí)電子密度達(dá)到最大。

3、　　(2)ZnO-Nb2O5為N型半導(dǎo)體陶瓷,隨著Nb2O5摻雜濃度的增加,材料基體中出現(xiàn)了Zn3Nb2O8相,晶粒尺寸逐漸變大且呈現(xiàn)均勻分布,而電阻率逐漸下降。當(dāng)Nb2O5的摻雜量為2.0mol%時(shí),隨著燒結(jié)溫度的升高,ZnO晶粒尺寸逐漸變大且均勻分布,電阻率則逐漸下降。
　　(3)對(duì)Bi2O3-B2O3半導(dǎo)體陶瓷,當(dāng)B2O3含量較高時(shí),正電子湮沒(méi)平均壽命增大,電子密度降低,其電阻率下降。
　　(4)對(duì)Bi2O3-MoO3

4、,Bi2O3-PbO等半導(dǎo)體陶瓷,隨著MoO3、PbO摻雜含量的增加,半導(dǎo)體導(dǎo)電陶瓷的晶粒尺寸變大且呈現(xiàn)均勻分布,其電阻率下降。
　　(5)以半導(dǎo)化的ZnO-Nb2O5與半導(dǎo)化的Bi2O3-PbO混合燒結(jié)而制成的ZnO-Nb2O5-Bi2O3-PbO系壓敏電阻,隨著燒結(jié)溫度的升高,壓敏電壓 V1mA和漏電流IL先減小后增大,非線(xiàn)性系數(shù)α先增大后減小;當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃時(shí),ZnO-Nb2O5-Bi2O3-PbO壓敏電阻的壓敏電壓為