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多组分ZnO基非线性电阻特性的研究

作　者: 姜永健
导　师: 陈春天
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 介电特性氧化钴电学性能微观结构氧化锌
分类号: TM54
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要

ZnO压敏电阻器属于半导体电阻器,它具有造价低廉、残压低、电压系数小、漏电流小、响应时间快等优点。因此,ZnO压敏电阻器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。从基础理论入手,具体描述了氧化锌压敏电阻的一般性质和半导体性质;着重介绍了压敏电阻在电压-电流特性所表现出的异于线性电阻的压敏性;并对氧化锌压敏电阻的导电机理、微观结构以及制备工艺进行了介绍。在实验部分,运用传统工艺法制备了不同浓度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,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。利用X射线衍射仪对样品进行测试,分析了烧结温度对ZnO压敏电阻晶格结构的影响。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,介电损耗减小,电压转折的位置所对应的电流密度也较低。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。XRD实验表明:随着烧结温度的升高,半峰宽逐渐变窄,衍射的相对强度逐渐增强,同时ZnO的结晶质量会随之提高。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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 引言  10-11
  1.2 ZnO 压敏电阻器的起源及发展历程  11-12
    1.2.1 ZnO 压敏电阻器的起源  11
    1.2.2 ZnO 压敏电阻的发展历程  11-12
  1.3 压敏电阻器在应用领域的拓展  12-13
    1.3.1 ZnO 压敏电阻在电力方面的应用  12
    1.3.2 压敏电阻在通信系统、建筑、国防等其它领域的应用  12-13
  1.4 本文的研究方向及目的  13-14
第2章氧化锌压敏陶瓷的基础理论  14-24
  2.1 ZnO 压敏电阻器的种类、主要参数  14-16
    2.1.1 压敏电阻器的种类  14-15
    2.1.2 压敏电阻器性能的主要参数  15-16
  2.2 压敏电阻器的压敏原理及应用  16-17
    2.2.1 压敏电阻器的压敏原理  16
    2.2.2 压敏电阻器的应用  16-17
  2.3 压敏电阻器的电气性能  17-19
    2.3.1 非线性特性  17
    2.3.2 全电压电流特性  17-18
    2.3.3 温度特性  18
    2.3.4 等值电路  18-19
  2.4 氧化锌压敏陶瓷的性质  19-22
    2.4.1 ZnO 的一般性质  19-20
    2.4.2 ZnO 的半导体性质  20-22
  2.5 导电机理与可靠性研究  22-23
    2.5.1 导电机理  22-23
    2.5.2 可靠性研究  23
  2.6 本章小结  23-24
第3章氧化锌压敏陶瓷的实验研究  24-36
  3.1 样品的制备及测量  24-27
    3.1.1 添加剂的作用  24-25
    3.1.2 氧化锌压敏电阻片的制备方法  25-27
  3.2 实验数据研究  27-32
    3.2.1 电学性能分析  27-29
    3.2.2 电导率与其它参数的关系  29-31
    3.2.3 介电损耗  31-32
  3.3 X 射线衍射实验及讨论  32-33
  3.4 氧化锌压敏电阻的退化机理  33-35
  3.5 本章小结  35-36
结论  36-38
参考文献  38-42
攻读硕士学位期间发表的学术论文  42-43
致谢  43

多组分ZnO基非线性电阻特性的研究

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