科技论文创新写作zno_压敏陶瓷的研究现状与发展趋势

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1、科技创新与论文写作课程论文ZnO压敏陶瓷的研究进展(ResearchprogressofZnOvaristorceramics)学院名称：材料科学与工程学院专业班级：复合材料1102学生姓名：学号：31107060指导教师：徐东科技创新与论文写作ZnO压敏陶瓷的研究进展摘要：ZnO压敏陶瓷具有非线性系数高；吸收能量的能力大；压敏电压和能量吸收的能力可以在很大的范围内加以控制；原料比较低廉，可以实现大批量生产的优点。压敏材料的制造工艺纳米粉料的制备以及数字模拟技术方面取得了很大的进步。关键词：ZnO压敏陶瓷；非线性系数；ZnO避雷器；六方晶系纤锌矿结构Research

2、progressofZnOvaristorceramicsAbstract:ZnOvaristorceramicswithhighnonlinearcoefficient;energyabsorptioncapacity;varistorvoltageandenergyabsorptionabilitycanbecontrolledinalargerange;therawmaterialischeap,canachievetheadvantagesofmassproduction.Simulationtechnologyanddigitalmanufacturing

3、processforpreparingnanopowderofpressure-sensitivematerialhasmadegreatprogress.Keywords:ZnOvaristorceramics;nonlinearcoefficient;ZnOarrester;sixhexagonalwurtzitestructure1.引言压敏材料是指在某一特定电压范围内具有优异非线性欧姆特性的一种半导体陶瓷材料。根据这种非线性欧姆特性，可以用这种半导体陶瓷材料制成非线性电阻元件，即压敏电阻器（varistor）。压敏电阻器的应用很广，可以用于抑制电压浪涌及过电

4、压保护。由于压敏电阻器在保护电力设备安全、保障电子仪器正常稳定工作方面起着重要作用，且由于其造价低廉、制作方便，因此在航天、航空、国防、电力、通讯、交通和家用电器等许多领域得到广泛应用[1-5]。功能陶瓷，是20世纪特别是第二次世界大战以后随着电子信息、自动控制、传感技术、生物工程、环境科学等领域的发展而开发形成的新型陶瓷材料，它可利用电、磁、声、光、热、力等直接效应及耦合效应所提供的一种或多种性质来实现某种使用功能[6]。ZnO陶瓷属于优良的功能陶瓷，其中有ZnO压敏陶瓷、ZnO导电陶瓷、ZnO气敏陶瓷等。-8-科技创新与论文写作ZnO压敏陶瓷是一类电阻随加于其上

5、的电压而灵敏变化的电阻材料，其工作原理是基于所用压敏电阻材料特殊的非线性伏安特性。具有这种特性的材料包括硅、锗等单晶半导体以及SiC、TiO2、BaTiO3、SrTiO3、ZnO半导体陶瓷等，其中以ZnO半导体陶瓷特性最佳[7]。由ZnO半导体陶瓷制成的压敏电阻器由于其造价低廉、制造方便、非线性系数大、响应时间快、残压低、电压温度系数小、泄漏电流小等独特性能，能起到过压保护、抗雷击、抑制瞬间脉冲的作用，而广泛应用于电力(交、直流输配电)、交通、通讯、工业保护、电子、军事等领域[7-8]。目前商品化的压敏电阻器来自ZnO、TiO、SrTiO等不同体系的压敏陶瓷系列。其

6、中性能优异，应用最广的当属从20世纪60年代末发展起来的ZnO压敏电阻。ZnO压敏电阻器一般是由ZnO粉料按照配方要求，添加有Bi、Sb、Mn、Co、Cr等金属氧化物，通过常规电子陶瓷制备工艺经高温烧结而成。晶相结构为固溶有Mn、Co的ZnO主晶相，富Bi晶间相和小颗粒状的尖晶石相。ZnO压敏电阻具有优秀的非线性欧姆特性、通流能量以及老化特性。然而，新型低电位梯度压敏电阻器以及新型高电位梯度避雷器阀片的研制仍然是科研院所和生产厂家研发的重点。2.压敏材料研究现状过去的一二十年，关于基础理论的研究有所减少，但在压敏材料的制造工艺纳米粉料的制备以及数字模拟技术方面取得了

7、很大的进步。许多新的微观表征技术直接从原子尺度探测材料，这些技术对于进一步理解压敏陶瓷材料背后的导电机制大有帮助。不过从低压电子线路保护到超高压电路保护，所有电压级别的高性能过压保护元件仍是重要的研发内容。并且随着制造技术和基础理论的进一步发展，元件的过压保护水平进一步提高，而且对于压敏电阻的研究已不仅注重于它的电性能，也开始关注其他方面，如与集成设计和高应力状态密切相关的机械性能等。各种压敏陶瓷材料一直是研究的热门课题以SrTiO3为基的压敏电阻器生产已具有一定规模，而近期报道的新型压敏材料—SnO2压敏陶瓷具有高电位梯度以及与ZnO压敏元件相类似的高非线性欧