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ZnO压敏电阻器属于半导体电阻器,在击穿区其电导率随着外加电压的升高而急剧增大。它具有造价低廉、残压低、电压系数小、漏电流小、非线性指数大、响应时间快等优点。因此,ZnO压敏陶瓷被广泛的应用于电力系统、电子线路、家用电器等设备中,尤其在高性能浪涌吸收、过压保护和无间隙避雷器方面的应用最为突出。
本文对ZnO压敏电阻器的发展、基本特性以及导电机理进行了论述。运用传统工艺制备不同浓度Co2O3掺杂的ZnO压敏电阻片。主要对Co2O3掺杂ZnO压敏电阻片在小电流区域的电学性能进行测试,并讨论了Co2O3掺杂浓度与ZnO压敏电阻电学性能及介电特性之间的关系。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品的显微结构进行分析,研究了Co2O3掺杂浓度对ZnO压敏电阻显微结构的影响。
实验结果表明:随着Co2O3摩尔百分数的增加,压敏电压升高,非线性指数增大,漏电流减小,电压转折的位置下降到较低的电流密度。随着外加电压的增大,试样的电导率增大,电容升高,介电损耗也逐渐的变大。ZnO晶粒的电导率减小,根据电容、电压特性的分析,晶粒电导率的减小归因于填隙Zni或氧空缺V0浓度的减小而引起载流子浓度的减小。Co2O3的添加还将降低ZnO非线性电阻的介电损耗。此外,随着Co2O3含量的增大,晶粒尺寸越来越小,衍射角变大,晶面间距减小,衍射峰的相对强度减小,C轴择优取向变差。本文所研究的内容对于ZnO压敏电阻的进一步应用具有实际意义。