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真空烧结对ZnO压敏陶瓷组织和性能的影响

   
    发布日期:2023-02-13         
阅读:111     
 
 

ZnO 压敏电阻具有优良的浪涌吸收能力而广泛应用于电力系统和电子设备的过压保护[1]。其浪涌吸收能力强是由于非伏安特性决定的,当加载的电压变化时,电阻值会随着电压值而出现非伏安特性的变化。随着电子、电信工业的快速发展,ZnO 压敏电阻逐渐向低成本、小型集成化、性能优良的方向发展[2]。

目前,为了达到降低ZnO 压敏电阻生产成本且性能更加优良的目的,采用的方法是降低烧结温度[3]。研究方向主要集中在改变ZnO 压敏电阻的烧结工艺、粉体制备或者添加烧结助剂[4-14]。对于ZnO 压敏电阻的烧结方式大多还是采用传统烧结方式,该方式的烧结温度在1100℃至1400℃之间,所以,针对烧结工艺,研究者做了不同烧结工艺的尝试。

叶祖勋等[15]报道了使用微波(2.45 GHz)烧结实现了ZnO压敏陶瓷在 700~800℃的烧结。Kuo 等[16]的研究表明,采用微波烧结,ZnO-V2O5基压敏陶瓷在800℃保温10 min 即可烧结成瓷。微波烧结显著的特征是效率高,但利用微波可以加热的材料种类有限,容易产生热失控、烧结件开裂等问题,而且微波发射源的耗能大,易产生微波辐射污染。

马学鸣[17]采用真空烧结方法将ZnO压敏电阻的烧结温度降低至800℃,但是由于烧结温度较低,晶粒没有充分长大,均匀性较差,导致非线性系数只有9,压敏电压比较高,达到2890.9V/mm。柯雷[5]等人利用多次真空烧结的方式得到性能较好的ZnO压敏陶瓷,且烧结温度较低。从以上研究可以看出,真空烧结具有很好的前景。将ZnO压敏陶瓷在真空环境条件下烧结,那么所有气体在ZnO压敏陶瓷尚未完全烧结前就会逸出,使其气孔较少,提高ZnO压敏陶瓷的致密度。并且在一定成分下,真空烧结的活化能小于常规烧结的活化能,可以达到降低烧结温度的目的,这也是由于真空烧结过程中产生的氧空位的补偿作用所导致。

为了降低ZnO压敏陶瓷的烧结温度且得到较为优异的综合电学性能,本文尝试利用真空烧结再氧化处理工艺烧结ZnO压敏陶瓷并与传统烧结工艺比较,以期得到真空烧结再氧化处理工艺能够降低的最大温度。

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