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文檔簡介
1、ZnO壓敏電阻是以ZnO為主要成分,添加多種氧化物,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的多晶半導(dǎo)體陶瓷。相比傳統(tǒng)的壓敏電阻,ZnO壓敏電阻具有壓敏電壓高,性能穩(wěn)定,成本低等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于新型電子技術(shù)和電力系統(tǒng)中,起到過電壓保護和電壓穩(wěn)定保護等作用。隨著輸電線路電壓及輸電容量的提升,傳統(tǒng)的ZnO壓敏電阻不能滿足高壓化和高能化的要求,而新型氧化物的摻雜可以有效提高ZnO壓敏電阻的壓敏性能。
本文研究了燒結(jié)溫度及V2O5和稀土氧化物R2O3(La2
2、O3、Y2O3、Sc2O3)摻雜量對ZnO壓敏電阻壓敏性能的影響。并利用掃描電子顯微鏡和XRD,觀察和分析了ZnO壓敏電阻的微觀形貌和相組成,并分析討論了壓敏機理。
研究表明:V2O5和稀土氧化物R2O3的引入均可以提高ZnO壓敏電阻的壓敏性能。摻雜V2O5和Sc2O3的ZnO壓敏電阻在1000℃燒結(jié),保溫2h條件下綜合性能最優(yōu),而摻雜La2O3和Y2O3的ZnO壓敏電阻在1050℃燒結(jié),保溫2h條件下綜合性能最好。
3、 隨著V2O5摻雜量的增加,ZnO壓敏電阻的相對密度,壓敏電壓和非線性系數(shù)都是先增大后減小,而漏電流是先降低再增大。當(dāng)V2O5摻雜量為0.6mol%時,壓敏性能最佳,相對密度ρ相對=96.29%;壓敏電壓V1mA=616V/mm;非線性系數(shù)α=43.6;漏電流ΙL=17.4μA。摻雜V2O5可以形成液相,并生成新的尖晶石相影響ZnO壓敏電阻的壓敏性能。
隨La2O3摻雜量的增加,ZnO壓敏電阻的相對密度和非線性系數(shù)呈現(xiàn)出先增大
4、后減小的趨勢,漏電流則先降低再升高,而壓敏電壓先升高后穩(wěn)定,當(dāng)摻雜0.6mol%La2O3時,壓敏性能最好,ρ相對=95.07%;V1mA=502V/mm;α=48;ΙL=12.5μA。摻雜La2O3會以原相La2O3形式存在,阻礙ZnO晶粒長大,影響ZnO壓敏電阻的壓敏性能。
隨Y2O3摻雜量的增加,Y2O3摻雜的ZnO壓敏電阻的相對密度,壓敏電壓和非線性系數(shù)都是先增大后減小,而漏電流先降低后升高,摻雜0.6mol%Y2O3
5、時壓敏性能最佳,此時ρ相對=94.74%;V1mA=550V/mm;α=55;ΙL=9.8μA。摻雜適量的Y2O3會以含Y新相釘扎于晶界,抑制ZnO晶粒生長,從而影響壓敏性能。
隨Sc2O3摻雜量的增加,SC2O3摻雜的ZnO壓敏電阻的壓敏電壓先升高后穩(wěn)定,相對密度先增大后減小,非線性系數(shù)呈單向增大,漏電流則一直減小。Sc2O3摻雜量為1.0mol%時壓敏性能最好,此時ρ相對=97.08%;V1mA=520V/mm;α=50;
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