科技論文創(chuàng)新寫作zno_壓敏陶瓷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2025-07-11 07:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 aTiO Fe2O ZnO。而 ZnO 壓敏陶瓷以其更勝一籌的優(yōu)勢戰(zhàn)勝了其他壓敏材料，而被廣泛應用于各個領域，見圖 11。 科技創(chuàng)新與論文寫作 4 圖 11 ZnO 壓敏陶瓷的應用 ZnO 壓敏陶瓷的具有如下優(yōu)點：非線性系數(shù)高；吸收能量的能力大；壓敏電壓和能量吸收的能力可以在很大的范圍內(nèi)加以控制；原料比較低廉，可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 ZnO 是六方晶系纖鋅礦結(jié)構，晶胞結(jié)構如圖 l2 其化學鍵處于離子鍵與共價鍵的中間鍵型狀態(tài)，氧離子以六方密堆，鋅離子占據(jù)一半的四面體空隙，鋅和氧都四面體配位。 ZnO 是相對開放的晶體結(jié)構，開放的結(jié)構對缺陷的性質(zhì)及擴散機制有影響，所的八面體間隙和一半的四面體間隙是空的， 正負離子的配位數(shù)均為 4，所以容易引入外部雜質(zhì)。 ZnO 熔點為 2248K，密度為 5。 69/cm3，純凈的 ZnO 晶體，其能帶由 02的滿的 2p 電子能級和 Zn2+的空的 4s 能級組成，禁帶寬度為 3。 2~3。 4eV，因此，室溫下，滿足化學計量比的純凈 ZnO 應是絕緣體，而 ZnO 中最常見的缺陷是金屬填隙原子，所以它是金屬過剩 (Znl+xO)非化學計量比 n 型半導體， 其能帶結(jié)構如圖 13。 Eda 等認為，在本征缺陷中，填隙鋅原子擴散最快，對壓敏電阻穩(wěn)定性有很大影響。 避雷器 馬達 計算機； 信息處理 器 汽車；鐵路 電源 通訊電話； 繼電器 微波爐 ；音響 航空飛行 器；坦克 電磁 避雷器 ； 串聯(lián)電容器 ZnO 壓敏陶瓷 科技創(chuàng)新與論文寫作 5 圖 12 晶胞結(jié)構 圖 13 能帶結(jié)構 純 ZnO 是非化學計量比 n 型半導體， IV 特性為線性，電阻率范圍為1~1000Ω?cm，對應的電子濃度數(shù)量級為 1021~1023m3，室溫下的 Hall 遷移率為 1。8x102m2/V?S，介電常數(shù) ε=8。 5 添加 各種氧化物，可使 ZnO 產(chǎn)生非線性，這些添加物中主要的是 Bi20 PrZO3或玻璃料，使 ZnO 晶?；蚓Ы缧纬稍尤毕?，耗盡層中施主型缺陷占主導，晶界則是受主型缺陷占主導 [16]。 目前有關 ZnO 壓敏陶瓷材料制備的研究大多集中于燒結(jié)溫度和摻雜粒子對其燒結(jié)體微觀結(jié)構的影響這兩個方面。 在燒結(jié)溫度方面 [1718]， 傳統(tǒng) ZnO 壓敏陶瓷的燒結(jié)溫度一般為 1250℃ 甚至更高，而常用的性價比高的銀電極的熔點是 960℃ ，不能直接用作其內(nèi)電極。 目前， 壓敏陶瓷的內(nèi)電極一般采用銀鈀合金或者純鈀 (鈀熔點 1555℃ )，造價十分昂貴。 為了降低其的造價，必須設法降低 ZnO 壓敏陶瓷的燒結(jié)溫度，實現(xiàn)用純銀作內(nèi)電極與 ZnO 壓敏陶瓷進行低溫共燒。 目前，降低陶瓷燒結(jié)溫度的工藝方法有 :微波燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和傳統(tǒng)的液相燒結(jié)等等。 其中由于傳統(tǒng)液相燒結(jié)的工藝簡單，成本低廉，又能在較低的溫度下制得性能良好的陶瓷，故在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應用。而 ZnO 壓敏陶瓷液相低溫燒結(jié)的研究又主要集中在兩個方向 : (1)在傳統(tǒng) ZnOBi2O3系壓敏材料的基礎上，研究進一步降低燒結(jié)溫度；(2)尋找新系列低溫壓敏陶瓷材料來代替 ZnOBi2O3系壓敏材料。傳統(tǒng) ZnOBi2O3系壓敏材料具有優(yōu)異的綜合性能，通過摻雜其他低熔點燒結(jié)助劑，或者采用原料科技創(chuàng)新與論文寫作 6 預處理等方法，降低其燒結(jié)溫度后，有望采用純銀作內(nèi)電極制備性能優(yōu)良的壓敏陶瓷。 新型壓敏材料 ZnOV2O5 系壓敏陶瓷燒結(jié)溫度較低，通過適當摻雜改性可獲得非歐姆性能較好的壓敏電阻，但該系列材
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