化学共沉淀法制备zno压敏电阻器及其性能研究

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1、爲倘謂我匈冒硕±学位论文！Ｉ化学共沉淀法制备ＺｎＯ压敏电阻器誠性能研究ａ作者姓名葛幸指导教师姓名、职称曹全喜教授■■Ｉ学校代码10701学号1105122168分类号TP212密级公开西安电子科技大学硕士学位论文化学共沉淀法制备ZnO压敏电阻器及其性能研究作者姓名：葛幸一级学科：材料科学与工程二级学科：材料物理与化学学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：曹全喜教授学院：先进材料与纳米科技学院提交日期：2015年12月ThePreparationandPropertiesStudy

2、ofZnOVaristorByMeansofChemicalCo-precipitationMethodAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMaterialsPhysicsandChemistryByGeXingSupervisor:CaoQuanxiProfessorDecember2015西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学

3、道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。￣Ｉｉ：日期：本人签名葛＾ｊ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用

4、学位论文的规定，即：研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文，：学校可公布论文的全部或部分内容允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在。＿＿年解密后适用本授权书食；名：雇耗本人签名导师签—’苗日期Ｍ．ｊ日期．Ｌ＇ｚ：７丈庐。：摘要摘要本论文首先对ZnO压敏电阻器的发展情况、应用范围及性能要求进行介绍，确定

5、了提高元件压敏电压梯度和通流能力的研究目的。由国内外研究现状可知，通过对实验配方中添加剂粉料的制备工艺进行改进，可使ZnO压敏电阻元件的电性能得到提升。从而确定本课题主要研究内容：通过改进ZnO压敏电阻元件添加剂的制备工艺，来解决高压型压敏电阻元件通流能力有待提高的问题。具体实验方法是以现有制备高压型ZnO压敏电阻元件的配方为基础，通过化学共沉淀法制备复合纳米添加剂，分析复合纳米添加剂对元件微观方面的改善作用，进一步分析对压敏电阻器的各项电性能的影响。本文用化学共沉淀法制备Co、Mn、Bi三元系和Co、Mn、Bi、Ni、S

6、n五元系复合添加剂，并对实验过程的滴定环境和预烧温度进行优化。对在不同滴定环境下得到的三元系和五元系复合添加剂进行XRF分析，可知pH＝10.00的滴定条件下，复合添加剂粉料的组分含量与标准实验配方最接近。对三元系和五元系粉料（pH＝10.00）进行XRD衍射分析，三元系可以看到Bi2O3、Co3O4、Mn2O3的衍射峰，Bi2O3的衍射峰最明显；五元系只能看到Bi2O3的衍射峰。将1g的三元系和五元系复合添加剂粉料（pH＝10.00）在730℃、760℃、800℃时重新预烧，可得其质量随温度升高而减小的规律。进行Co、M

7、n、Bi、Ni元素的单独沉淀实验，将沉淀物在680℃、730℃、760℃、800℃时预烧，记录粉料质量变化，对添加剂粉料进行XRD衍射分析，将预烧温度提高至750℃。用化学共沉淀法（三元系复合添加剂）制备的元件压敏电压梯度可达388V/mm，非线性系数为33，漏电流为5mA，通流值达1850A，冲击前后压敏电压变化率为7%。非线性系数与通流值都好于固相法元件。对元件进行SEM扫描电镜测试，晶粒大小均匀，平均尺寸约为7µm，晶界及晶界处添加剂的分布比固相法均匀，气孔比固相法少。还通过了热老练工艺和电老练工艺对ZnO压敏电阻元

8、件进行处理。实验结果表明：热老练工艺可以降低压敏电压梯度，但是对通流能力影响不大。电老练工艺实验，用2.5倍和3倍压敏电压值、波形为8/20µs的雷电流对元件进行1-3次老练，可以增强元件通流能力，冲击后压敏电压变化率最小为5.16％，元件合格率达100%。关键词：化学共沉淀，滴定条件，预烧温度，复合添