掺杂氧化锌粉体导电性能研究

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以Al(OH)3,A12O3、TiO2和Nb2O5为掺杂原料,采用固相反应法制备掺杂ZnO粉体,并用自制的ZnO粉体掺入氟碳树脂涂料中以制备导电涂料。借助于X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、综合热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)等分析手段,研究掺杂量、煅烧温度、保温时间、掺杂原料、是否预烧、球磨时间、掺杂元素等工艺元素对ZnO掺杂粉体导电性能的影响,以及ZnO粉体的掺入量和助剂对氟碳树脂涂料电性能、热稳定性以及力学性能的影响。结果表明:铝元素掺杂降低ZnO粉体的电阻率;不同铝源对直接煅烧制备ZnO粉体电阻率影响很大,以Al(OH)3作为铝源制备的粉体电阻率较低,较佳工艺为1250℃保温150min,较佳掺杂量为1%(摩尔百分比),电阻率为38KΩ·cm:不同的铝源对预烧-煅烧工艺制备的ZnO粉体电阻率没有明显影响,以A12O3作为铝源制备的粉体较佳工艺为1000℃预烧60min,再在1300℃煅烧90min,较佳掺杂量为0.5%,电阻率为20KΩ·cm:钛元素和铌元素的掺杂对ZnO粉体的导电性能没有明显的影响;Ti和A1的复合掺杂制备ZnO导电粉体,较佳配方为n(Al(OH)3):n(TiO2):n(ZnO)=l:0.5:98.5,较佳工艺是在1150℃煅烧150min,粉体电阻率为125KΩ.cm;球磨时间对掺铝ZnO粉体的导电性能没有明显影响;乙烯基三乙氧基硅烷和阳离子分散剂能改善ZnO粉体在涂料中的分散性能,降低涂料的电阻率,改善热稳定性和力学性能。
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