科技論文創(chuàng)新寫(xiě)作zno_壓敏陶瓷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(編輯修改稿)
2025-07-11 07:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 aTiO Fe2O ZnO。而 ZnO 壓敏陶瓷以其更勝一籌的優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)勝了其他壓敏材料，而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，見(jiàn)圖 11。 科技創(chuàng)新與論文寫(xiě)作 4 圖 11 ZnO 壓敏陶瓷的應(yīng)用 ZnO 壓敏陶瓷的具有如下優(yōu)點(diǎn)：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(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 ZnO 是六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖 l2 其化學(xué)鍵處于離子鍵與共價(jià)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(duì)開(kāi)放的晶體結(jié)構(gòu)，開(kāi)放的結(jié)構(gòu)對(duì)缺陷的性質(zhì)及擴(kuò)散機(jī)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(fù)離子的配位數(shù)均為 4，所以容易引入外部雜質(zhì)。 ZnO 熔點(diǎn)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(jí)和 Zn2+的空的 4s 能級(jí)組成，禁帶寬度為 3。 2~3。 4eV，因此，室溫下，滿足化學(xué)計(jì)量比的純凈 ZnO 應(yīng)是絕緣體，而 ZnO 中最常見(jiàn)的缺陷是金屬填隙原子，所以它是金屬過(guò)剩 (Znl+xO)非化學(xué)計(jì)量比 n 型半導(dǎo)體， 其能帶結(jié)構(gòu)如圖 13。 Eda 等認(rèn)為，在本征缺陷中，填隙鋅原子擴(kuò)散最快，對(duì)壓敏電阻穩(wěn)定性有很大影響。 避雷器 馬達(dá) 計(jì)算機(jī)； 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(xiě)作 5 圖 12 晶胞結(jié)構(gòu) 圖 13 能帶結(jié)構(gòu) 純 ZnO 是非化學(xué)計(jì)量比 n 型半導(dǎo)體， IV 特性為線性，電阻率范圍為1~1000Ω?cm，對(duì)應(yīng)的電子濃度數(shù)量級(jí)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缧纬稍尤毕荩谋M層中施主型缺陷占主導(dǎo)，晶界則是受主型缺陷占主導(dǎo) [16]。 目前有關(guān) 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(duì)其燒結(jié)體微觀結(jié)構(gòu)的影響這兩個(gè)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(jià)比高的銀電極的熔點(diǎn)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(diǎn) 1555℃ )，造價(jià)十分昂貴。 為了降低其的造價(jià)，必須設(shè)法降低 ZnO 壓敏陶瓷的燒結(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)用純銀作內(nèi)電極與 ZnO 壓敏陶瓷進(jìn)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(jiǎn)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(yīng)用。而 ZnO 壓敏陶瓷液相低溫?zé)Y(jié)的研究又主要集中在兩個(gè)方向 : (1)在傳統(tǒng) ZnOBi2O3系壓敏材料的基礎(chǔ)上，研究進(jìn)一步降低燒結(jié)溫度；(2)尋找新系列低溫壓敏陶瓷材料來(lái)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(guò)摻雜其他低熔點(diǎn)燒結(jié)助劑，或者采用原料科技創(chuàng)新與論文寫(xiě)作 6 預(yù)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(guò)適當(dāng)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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