掺杂对ZnO系压敏陶瓷显微结构和电性能影响的研究

2020-12-07阅读(673)

论文摘要

ZnO压敏电阻由于具有优良的非线性特性、大的浪涌吸收能力以及较高的工作稳定性而在电子、电力领域得到了广泛应用。本文以Sol-Gel法制备实验中所需的ZnO纳米复合粉体,对所采用的Sol-Gel法工艺进行了研究,得到最佳工艺条件,并对用该方法所制备的ZnO纳米复合粉体性能进行表征。最后,系统地研究了稀土氧化物掺杂（Y2O3、CeO2、La2O3、Eu2O3）对ZnO-Bi2O3系压敏电阻显微结构和电性能的影响。通过大量实验研究了所采用Sol-Gel法制备ZnO纳米复合粉体的最佳工艺参数。对Sol-Gel法所制备的干凝胶进行差热分析,确定了干凝胶的适宜煅烧温度为500℃～700℃。对粉体性能进行表征,得到粉体形状大致呈球形、粒度分布比较均匀、粒径大小为54nm左右、比表面积为1.21×105m2/kg左右的稀土氧化物掺杂ZnO纳米复合粉体。最后,对稀土氧化物掺杂ZnO压敏电阻的电性能进行了系统的分析。并从微观结构和相组成详细分析了稀土氧化物掺杂对ZnO压敏电阻电性能产生影响的原因。通过稀土氧化物（Y2O3、CeO2、La2O3、Eu2O3）的掺杂使得ZnO晶粒变得更加细小、分布更加均匀。稀土元素掺杂后明显的改善了ZnO压敏电阻的电性能,使得ZnO压敏电阻非线性系数明显提高、漏电流降低,同时压敏电压U1mA和电位梯度明显提高。通过分析,ZnO压敏电阻电性能提高的主要原因是稀土元素的掺杂改变了ZnO晶粒的大小、均匀性以及其它相的形成。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 压敏电阻器概述

1.2 ZnO压敏电阻

1.2.1 ZnO压敏电阻的压敏特性及主要性能参数

1.2.2 ZnO压敏电阻的微观结构

1.2.3 ZnO压敏电阻在工程中的应用

1.3 ZnO压敏电阻国内外研究现状及发展趋势

1.3.1 化学方法制备超微细压敏粉体材料

1.3.2 非线性伏安特性的导电机理

1.3.3 晶界特性的蜕变及机理

1.3.4 稳定性与晶界相变研究

1.3.5 添加剂的研究

1.3.6 技术发展方向

1.4 ZnO压敏电阻研究中进一步有待解决的问题

1.5 本文研究的难点、思路、目标及意义

1.5.1 本文研究的难点、思路、目标

1.5.2 本文研究的意义

1.6 本文研究内容

1.7 本文的技术路线及研究方法

1.7.1 本文的技术路线

1.7.2 本文的研究方法

1.8 本文创新点及先进性

1.8.1 采用稀土添加剂

1.8.2 采用Sol-Gel法制备ZnO纳米复合粉体

第二章 ZnO纳米复合粉体与试样的制备

2.1 实验中所用化学试剂及仪器

2.2 实验材料的成分设计

2.3 Sol-Gel法制备ZnO纳米复合粉体的工艺流程

2.4 成型工艺的确定

2.5 烧结工艺的确定

2.6 试样的制备

第三章 Sol-Gel法制备粉体工艺参数的确定及粉体的表征

3.1 Sol-Gel法制备ZnO纳米复合粉体工艺参数的确定

3.1.1 金属离子浓度的选择

3.1.2 柠檬酸用量的选择

3.1.3 乙醇用量的选择

3用量的选择'>3.1.4 HNO₃用量的选择

3.2 先驱物与成品微粉的表征

3.2.1 干凝胶的差热曲线（DTA）分析

3.2.2 ZnO纳米复合粉体的X射线衍射（XRD）分析

3.2.3 ZnO纳米复合粉体的扫描电镜（SEM）分析

3.2.4 ZnO纳米复合粉体的比表面积估算

第四章稀土元素掺杂对ZnO压敏陶瓷电性能和显微结构的影响

2O₃掺杂对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响'>4.1 Y₂O₃掺杂对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果'>4.1.1 Y₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析'>4.1.2 Y₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析'>4.1.3 Y₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析

2掺杂对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响'>4.2 CeO₂掺杂对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响

2掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果'>4.2.1 CeO₂掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果

2掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析'>4.2.2 CeO₂掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析

2掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析'>4.2.3 CeO₂掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析

2O₃掺杂对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响'>4.3 La₂O₃掺杂对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果'>4.3.1 La₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析'>4.3.2 La₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析'>4.3.3 La₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析

2O₃对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响'>4.4 Eu₂O₃对ZnO压敏电阻电性能和显微结构的影响

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果'>4.4.1 Eu₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的电性能结果

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析'>4.4.2 Eu₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的SEM显微结构分析

2O₃掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析'>4.4.3 Eu₂O₃掺杂ZnO压敏电阻的X射线衍射（XRD）分析

第五章结论

参考文献

在学研究成果

致谢

相关论文文献

[1].压敏电阻选型设计指导[J]. 电子质量 2020(04)
[2].不同添加物掺杂对氧化锌压敏电阻的改性研究[J]. 电瓷避雷器 2020(02)
[3].压敏电阻劣化敏感参数分析与劣化模型构建研究[J]. 电瓷避雷器 2019(04)
[4].过电压保护工作温度更高的压敏电阻[J]. 世界电子元器件 2018(06)
[5].压敏电阻创新问题探究[J]. 数理化学习(初中版) 2019(02)
[6].电容对毫微秒瞬变用ZnO-Bi_2O_3-Yb_2O_3基压敏电阻的影响（英文）[J]. Journal of Central South University 2018(10)
[7].氧化锌压敏电阻静电放电防护性能的测试[J]. 实验室研究与探索 2016(10)
[8].氧化锌压敏电阻劣化过程中变温率的研究及应用[J]. 电瓷避雷器 2017(02)
[9].氧化锌压敏电阻的寿命特性[J]. 电源世界 2015(12)
[10].爱普科斯压敏电阻集成防火保护功能[J]. 世界电子元器件 2013(07)
[11].压敏电阻的应用失效及电路设计上的改进措施[J]. 家电科技 2011(07)
[12].影响多层片式压敏电阻微观结构形成的几个因素[J]. 电瓷避雷器 2009(01)
[13].压敏电阻在配合使用时的老化和失效分析[J]. 电瓷避雷器 2009(06)
[14].陶瓷压敏电阻网印技术[J]. 丝网印刷 2008(08)
[15].标准衰减振荡波下压敏电阻能量配合研究[J]. 电瓷避雷器 2017(06)
[16].压敏电阻陶瓷材料的种类与特性分析[J]. 科技资讯 2016(36)
[17].氧化锌压敏电阻变温率及拐点效应研究[J]. 电瓷避雷器 2017(03)
[18].压敏电阻101:保护电路免受过电压损害[J]. 中国集成电路 2015(11)
[19].元器件与组件[J]. 今日电子 2014(05)
[20].贴片压敏电阻的检测技巧[J]. 家电检修技术 2012(06)
[21].低温烧结对氧化锌压敏电阻的影响[J]. 兵器材料科学与工程 2012(03)
[22].国外高能压敏电阻及其应用[J]. 电源世界 2011(12)
[23].片式压敏电阻解决3G、智能手机电路保护难题[J]. 集成电路应用 2010(04)
[24].片式压敏电阻及其应用[J]. 电源技术应用 2010(01)
[25].氧化锌压敏电阻多脉冲试验与仿真[J]. 电瓷避雷器 2018(02)
[26].工频过电压耐受下氧化锌压敏电阻冲击老化性能研究[J]. 电测与仪表 2014(14)
[27].氧化锌压敏电阻老化分析[J]. 建筑电气 2014(06)
[28].氧化锌压敏电阻劣化前后动态特性研究[J]. 电瓷避雷器 2014(04)
[29].纳米氧化锌对压敏电阻电性能的影响[J]. 兵器材料科学与工程 2014(04)
[30].氧化锌压敏电阻冲击老化过程中电容量变化的分析[J]. 电瓷避雷器 2014(05)

标签：压敏电阻论文; 稀土氧化物论文; 粉体性能论文; 显微结构论文; 电性能论文;

掺杂对ZnO系压敏陶瓷显微结构和电性能影响的研究

下载Doc文档

猜你喜欢