ZnO陶瓷釋能電阻材料的研究.pdf

1、由于以往常用的金屬材料和碳系電阻材料可靠性差、能量密度低等特點,使得其在各種吸能場合,尤其是在大功率方面的應用已無法滿足要求,因此,人們迫切需要一種重量輕、體積小、可靠性高、耐受能量大的電阻材料,ZnO陶瓷釋能電阻材料正是在這種情況下應運而生的。ZnO陶瓷釋能材料充分發(fā)揮了ZnO陶瓷制作容易、原料豐富、性能穩(wěn)定等特點,可以制得高能量密度,較金屬和碳系材料高出2-3倍,高線性度的電氣元件,并且能控制其電阻溫度系數(shù)為較小的正數(shù),不僅使其受溫

2、度影響較小,而且也使得串并聯(lián)組合有一定的優(yōu)勢,在各種吸能場合得到普遍應用,具有替代金屬材料和碳系電阻材料的潛能,已受到普遍關(guān)注。此文中,在制備工藝和添加劑配方對ZnO陶瓷釋能電阻材料的性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律上做了詳細的探究。
　　首先探究了Al2O3和MgO摻雜對ZnO陶瓷釋能材料的性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響。XRD、SEM、EDS以及電性能的測試結(jié)果表明:Al2O3的摻雜可以形成施主摻雜或生成高電阻的第二相,對樣品顆粒的尺寸大小有影

3、響,并且可以使得晶界勢壘高度降低,因此,Al2O3的摻雜將顯著影響ZnO陶瓷釋能材料的電阻率與非線性系數(shù),同時對樣品的能量密度和電阻率溫度系數(shù)有著一定的影響,在Al的濃度是2.0 at％的情況下,所制備的 ZnO陶瓷釋能材料的電阻率為1.65·cm,非線性系數(shù)為1.04,能量密度為720 J/cm3,電阻率溫度系數(shù)為-0.64×10-3Ω·cm/℃。MgO的摻雜將顯著影響ZnO陶瓷釋能材料的能量密度和電阻率溫度系數(shù),在MgO摻雜濃度為7

4、.0 at％的情況下,得到ZnO陶瓷釋能材料的能量密度為750 J/cm3,電阻率溫度系數(shù)為0.48×10-3Ω·cm/℃。
　　接著對制備工藝進行了詳細的研究,探究其對ZnO陶瓷釋能材料的性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明,8 MPa粉末成型壓力條件下,ZnO陶瓷釋能材料不僅整體結(jié)構(gòu)完整,并且具有較好的電學性能。合適的燒結(jié)溫度、保溫時間以及降溫速度也是非常重要的因素,影響ZnO陶瓷釋能材料的性能以及微觀結(jié)構(gòu),結(jié)果表明,采用分