【摘 要】
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ZnO压敏电阻器具有非线性高、响应速度快、通流能力强等优点,在电路中可以起到过电压保护、吸收瞬间电压浪涌等作用。目前在叠层片式压敏电阻器的制备过程中,因为贱金属容易被氧化而难以与ZnO压敏陶瓷实现共烧,而采用价格昂贵的贵金属Pt或Ag/Pd合金内电极。因此,降低烧结温度,实现ZnO压敏陶瓷与电极共同烧结成为一个研究热点。本文将添加预合成粉体并采用真空烧结再氧化处理方式制备出性能较好、烧结温度较低的
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ZnO压敏电阻器具有非线性高、响应速度快、通流能力强等优点,在电路中可以起到过电压保护、吸收瞬间电压浪涌等作用。目前在叠层片式压敏电阻器的制备过程中,因为贱金属容易被氧化而难以与ZnO压敏陶瓷实现共烧,而采用价格昂贵的贵金属Pt或Ag/Pd合金内电极。因此,降低烧结温度,实现ZnO压敏陶瓷与电极共同烧结成为一个研究热点。本文将添加预合成粉体并采用真空烧结再氧化处理方式制备出性能较好、烧结温度较低的ZnO压敏电阻。本论文内容包括:（1）将Zn7Sb2O12预合成相引入ZnO压敏电阻的基础配方中,并替代原配方中的Sb2O3。研究不同温度预合成的Zn7Sb2O12尖晶石相对ZnO压敏电阻的电学性能和显微组织结构的影响规律。结果表明Zn7Sb2O12尖晶石相替代Sb2O3制备的ZnO压敏电阻晶粒得到充分生长,致密度较高。能将烧结温度从1210 oC降低到1150 oC,该方法清洁干净,不引入有害杂质,为降低ZnO压敏电阻的烧结温度提供了一种新的思路。预合成温度为1020 oC时,电阻具有优异的综合电学性能:晶粒尺寸为19.41μm,致密度为97.91%,E1m A为123 V/mm,(（7）为1.23 e V,Nd为6.89×1023(m-3),Ns为2.78×1016(m-2),%?E-1m A（%）＜-1.2%。（2）研究真空烧结再氧化处理方式对ZnO压敏陶瓷烧结温度的影响以及对ZnO压敏电阻的电学性能和微观结构的影响,并于传统烧结方式制备的ZnO压敏电阻对比。结果表明,真空烧结再氧化处理方式能够促进ZnO压敏陶瓷的晶粒长大,提高其致密度。再氧化气氛中氧的含量对ZnO压敏电阻的电学性能影响较大。氧气再氧化处理时,可以在保证ZnO压敏电阻电学性能的情况下将烧结温度降低60 oC。当烧结温度为1020 oC,并采用氧气再氧化处理时,ZnO压敏电阻的综合电学性能最佳:晶粒尺寸为15.59μm,致密度为98.24%,E1m A为127V/mm,IL为0.67μA·mm-2,(（7）为1.58e V,Nd为3.46×1024(m-3),Ns为7.16×1016(m-2),Rgb为2.1×10~4Ω,Rg为9.4Ω。（3）在前两部分工作的基础上,基础配方中的Sb2O3替换成1020 oC预烧的Zn7Sb2O12尖晶石粉末并采用真空烧结氧气再氧化处理方式制备叠成片式ZnO压敏电阻（MLCVs）,其烧结温度可以降低到900 oC左右。烧结温度大于900 oC会导致内电极与陶瓷基体之间出现分层现象,导致MLCVs的电学性能急剧降低。在900 oC得到的ZnO压敏电阻综合电学性能较好,晶粒尺寸较小,为3.06μm,致密度为98.99%,E1m A为234 V/mm,IL为0.18μA·mm-2,非线性系数α为71.3。
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