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文檔簡介
1、摻雜ZnO導(dǎo)電粉因其具有較高的電導(dǎo)率,白度高,環(huán)保無毒等優(yōu)點,已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。主要用于抗靜電領(lǐng)域,市場需求量與日俱增,具有很高的研究和應(yīng)用價值。
本論文主要研究摻雜ZnO導(dǎo)電粉體的制備工藝和導(dǎo)電機(jī)理,采用均相沉淀法,以硝酸鹽和尿素為主要原料,制備摻雜氧化鋅導(dǎo)電粉體;測試粉體導(dǎo)電性能,并利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X光電子能譜(XPS)等檢測手段對導(dǎo)電粉體進(jìn)行表征。
研究了摻雜含量、
2、煅燒溫度、煅燒氣氛等工藝參數(shù)對單摻雜粉體導(dǎo)電性能和其他性能的影響。最佳工藝參數(shù)為:Al摻雜量為1.5%,500℃在氫氣氣氛下煅燒;電阻率為1.05×105Ω·cm,平均粒徑為8.6μm;Ga摻雜量為1.5%,500℃在氫氣氣氛下煅燒,電阻率為3.142×104Ω·cm,平均粒徑為2.638μm。
研究結(jié)果表明,由于Al、Ga的摻雜,使氧化鋅導(dǎo)電電子的數(shù)量增加。摻雜離子對鋅離子的替代,使得離子鍵束縛價電子的能力下降,價電子被
3、激活為自由電子的數(shù)量增多,使得導(dǎo)帶底存在大量的過剩電子,使晶體內(nèi)部的載流子濃度增加,此外,摻雜形成了氧空位。隨著摻雜含量的增加,進(jìn)入導(dǎo)帶的自由電子隨之增多,載流子密度增大,粉體電阻率下降。
利用用正交實驗研究了Al、Ga共摻雜比例,水浴反應(yīng)溫度,水浴反應(yīng)時間,煅燒溫度對共摻雜氧化鋅粉末的導(dǎo)電性能和晶體結(jié)構(gòu)的影響。反應(yīng)溫度和煅燒溫度為顯著性因素;XPS分析證明有A12p和Ga3d峰的存在,粉體的電阻率為3.3×104Ω·cm
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