SnO2-Zn2SnO4系壓敏電阻電學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、1969年Matsuoka發(fā)現(xiàn)ZnO壓敏陶瓷材料以后，ZnO壓敏材料開始受到人們廣泛和深入的研究。20世紀(jì)80年代的中后期，ZnO壓敏材料的理論研究和開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。由于ZnO壓敏材料的多相結(jié)構(gòu)，其老化以及溫度穩(wěn)定性問題一直難以解決。因此，科研工作者們一方面不斷提高ZnO的性能，另一方面也不斷尋找新的壓敏材料。例如：貝爾實(shí)驗(yàn)室的Rhodes和Yan在1982年發(fā)現(xiàn)了TiO2壓敏陶瓷材料；Trontelj和Makarov在1994年

2、發(fā)現(xiàn)了有電學(xué)非線性特性的WO3壓敏材料。后來的研究證明，TiO2和WO3壓敏材料的壓敏電場(chǎng)均較小，可以作為低壓壓敏材料使用。其中，WO3的電學(xué)性能較不穩(wěn)定，這歸因于其常溫下的多相結(jié)構(gòu)；1995年S.A.Pianaro等人首次發(fā)現(xiàn)，SnO2陶瓷材料經(jīng)過少量Co和Nb的摻雜具有單相結(jié)構(gòu)和有較好致密性。SnO2陶瓷材料具有的較高的電學(xué)非線性性質(zhì)，吸引我們對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
　　本論文第一章首先對(duì)壓敏電阻的理論發(fā)展以及性能參數(shù)作了概括

3、論述。壓敏電阻的電學(xué)非線性關(guān)系是其最重要的電學(xué)性質(zhì)，壓敏電阻的非線性性能與其非線性系數(shù)成正比。壓敏電壓也是壓敏電阻的一個(gè)重要參數(shù)，其決定了壓敏電阻的應(yīng)用范圍。除此之外，壓敏電阻還有如介電常數(shù)、漏電流等重要參數(shù)。對(duì)于壓敏電阻的電學(xué)非線性的解釋，人們普遍接受的是 Pike等人提出的與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致的晶界缺陷勢(shì)壘模型。
　　本論文第二章研究了 Nb摻雜對(duì)SnO2-Zn2SnO4系壓敏材料電學(xué)性質(zhì)的影響，當(dāng)Nb2O5的含量從0.05mo

4、l％增加到0.8mol%時(shí)，壓敏電阻的壓敏電壓從28V/mm增加到530V/mm；對(duì)晶界勢(shì)壘高度的分析表明，晶粒尺寸的迅速減小是樣品壓敏電壓增高、電阻率增大的主要原因。同時(shí)，對(duì)Nb含量增加引起晶粒減小的原因進(jìn)行了解釋。
　　本論文第三章研究了Cr2O3摻雜對(duì)SnO2-Zn2SnO4系壓敏陶瓷電學(xué)性質(zhì)的影響。當(dāng)Cr2O3的含量從0.03mol%增加到0.06mol%時(shí)，壓敏電阻的壓敏電壓從298V/mm增加到335V/mm然后又減少