金屬氧化物陶瓷-銀復(fù)合材料的電學(xué)性能研究.pdf

1、本文通過傳統(tǒng)的陶瓷工藝在較低的溫度（<1000oC）下制備了四種不同體系的以ZnO陶瓷為基體的ZnO陶瓷/Ag復(fù)合材料。主要考察和討論了四種復(fù)合材料的電學(xué)性能及相關(guān)問題。樣品密度和線性收縮率測(cè)試結(jié)果表明：Ag2O有利于復(fù)合材料的燒結(jié)，提高復(fù)合材料的致密度。微結(jié)構(gòu)和能譜分析表明，與Ag混合燒結(jié)的復(fù)合材料中的大尺寸銀粒子中及其附近存在氣孔和縫隙；而與Ag2O混合燒結(jié)的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)非常致密，極小顆粒的銀粒子沉積在陶瓷的晶粒間界處。這些事實(shí)說

2、明，與Ag相比，Ag2O有利于復(fù)合材料的燒結(jié)。成分分析表明，不管是與Ag混合燒結(jié)的復(fù)合材料還是與Ag2O混合燒結(jié)的復(fù)合材料中，除了ZnO陶瓷相（ZnO主晶相、尖晶石相、富鉍相等）和銀晶相之外，沒有發(fā)現(xiàn)銀的化合相存在，這與四種復(fù)合材料的電導(dǎo)率都隨著銀含量的增加而逐漸增加的事實(shí)是相符的。I－V測(cè)試表明，四種復(fù)合材料的電阻率均在銀的含量為25﹪～35﹪時(shí)出現(xiàn)突變，有介電型變?yōu)閷?dǎo)電型；在銀的含量介于14﹪～25﹪時(shí)，四種復(fù)合材料在300V左右均

3、表現(xiàn)出非線性系數(shù)和非線性電壓不同的I－V非線性，更讓人感興趣的是，隨著銀的含量的增加，復(fù)合材料的I－V非線性電壓逐漸降低，這使得我們僅僅通過控制銀在ZnO陶瓷中的含量來制備具有不同非線性電壓的ZnO壓敏陶瓷成為可能。三種不同的摻雜ZnO粉與銀（Ag、Ag2O）混合燒結(jié)的復(fù)合材料的介電測(cè)試表明，與同條件下制備的ZnO陶瓷相比，金屬銀的添加有利于改善ZnO陶瓷的介電行為，尤其是在銀的含量處于一定數(shù)值范圍（～20﹪－30﹪）時(shí)，復(fù)合材料的介電

4、常數(shù)會(huì)出現(xiàn)激增的現(xiàn)象，而相應(yīng)的介電損耗因子變化卻很小，基本保持在同一水準(zhǔn)，這使得復(fù)合材料在電容－壓敏元件方面有一定應(yīng)用潛力。當(dāng)然不同的制備條件（如燒結(jié)時(shí)間）和不同的工作環(huán)境（如環(huán)境溫度）對(duì)復(fù)合材料的上述電學(xué)性能也有著極大的影響，在本文也給了相應(yīng)的簡(jiǎn)單研究。同時(shí)本文另一個(gè)重要的工作是，通過粉末冶金法制備了銀基AgZnO/AgZnO-CdO/AgCdO疊層材料和AgSnO2梯度觸頭材料，這種設(shè)計(jì)方法從功能梯度的角度出發(fā)，更準(zhǔn)確地考慮到了電接