陕西科技大学文理学院，半导体材料与器件研究中心，西安 710021
研究了Er2O3掺杂对ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co2O3-MnO2-Cr2O3-SiO2压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。Er2O3掺杂后，部分Er固溶于富Bi相中，对ZnO压敏陶瓷的晶界特性和电学性能产生了较大影响。随着Er2O3掺杂量从0.09% (质量分数)增大到0.35%，样品晶界电阻率不断减小，漏电流密度不断增大，双Schottky晶界势垒高度和非线性系数先增大后减小，击穿场强不断增大；当Er2O3掺杂量为0.27%时，所得ZnO压敏陶瓷非线性系数达到54.4±1.5，击穿场强为(470.1±2.8) V·mm-1，漏电流密度为(1.9±0.1) μA·cm-2，损耗角正切tanδ始终小于0.03，样品综合电学性能最优，性能参数标准偏差均较小，说明样品具有较好的制备可重复性，为Er2O3掺杂高性能ZnO压敏陶瓷的制备提供了借鉴。
陕西科技大学文理学院, 陕西科技大学半导体材料与器件研究中心, 西安 710021
采用固相烧结法制备 ZnO-Pr6O11-Co2O3-Cr2O3-Er2O3-SiO2压敏陶瓷, 研究了 SiO2掺杂对 ZnO压敏陶瓷的物相、微观形貌、压敏特性和阻抗特性等的影响。结果表明: SiO2具有抑制晶粒生长的作用, 随着 SiO2掺杂量增加, 晶粒尺寸逐渐减小；SiO2掺杂量为 1.0%(摩尔分数)时, ZnO压敏陶瓷的性能昀好, 生成的第二相物质昀多, 击穿场强、平均晶界电压、非线性系数、晶界电阻率和晶界势垒高度均为昀大, 其值分别为 435.5 V/mm, 1.63 V, 17.5, 17 400 M..cm和 0.37 eV, 漏电流昀小为 1 μA；与未掺杂 SiO2的 ZnO压敏陶瓷相比, 击穿场强和非线性系数分别提高了 3.6倍和 6.6倍。
氧化锌压敏陶瓷 二氧化硅掺杂 微观结构 压敏性能 阻抗性能 zinc oxide varistor silicon oxide doping microstructure varistor property impedance characteristic
陕西科技大学半导体材料与器件中心，西安 710021
在ZnO-Bi2O3-MnO2-Cr2O3基础上掺杂不同含量的SiO2，采用传统固相烧结法制备ZnO压敏陶瓷。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究了ZnO压敏陶瓷的物相组成和微观结构。利用数字源表、电感电容电阻测试仪测试并分析其电学性能。利用电容-电压特性法测试其晶界参数。结果表明：在频率10 kHz附近时，由于极化跟不上外电场变化，相对介电常数急速下降，同时产生相应的损耗峰。随着SiO2掺杂量的增加，损耗角正切(tanδ)先降低后升高，在掺杂量为0时最高，1.0%(摩尔分数)时最低，SiO2的掺杂明显降低了在105 Hz附近的tanδ值。非线性系数(α)随着SiO2掺杂量的增加先增加后减小，在SiO2掺杂量为1.0%时，样品α值达到43.36，晶界势垒高度φb在10 kHz时为1.98 eV，施主浓度低至2.97×1024 m-3，同时漏电流IL为0.31 μA/cm2。
二氧化硅 氧化锌 压敏陶瓷 晶界势垒 非线性系数 电容-电压特性法 silicon dioxide zinc oxide varistor ceramics Schottky barrier nonlinear coefficient capacitance-voltage characteristic method
陕西科技大学，半导体材料与器件研究中心，西安 710021
研究了升温速率对ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co2O3-MnO2-Cr2O3-SiO2压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。当升温速率从3 ℃/min降低到1.5 ℃/min时，ZnO晶粒快速长大导致样品结构均匀性变差。当升温速率从3 ℃/min升高到10 ℃/min时，缺陷扩散变弱导致双Schottky势垒形成受阻。升温速率为3 ℃/min时，样品的非线性系数为最大值43.4，漏电流为最小值1.0 μA/cm2，击穿场强为448 V/mm，三者的标准偏差达到最小，样品稳定性最好，200 Hz~2 MHz电场作用下损耗角正切tanδ小于0.03，综合电学性能最优。同时，晶界处带负电的富Bi相Bi3.73Sb0.27O6.0+x的存在对ZnO压敏陶瓷的电学性能有重要影响。
氧化锌 压敏陶瓷 升温速率 稳定性 zinc oxide varistor heating rate stability
1 新疆大学 电气工程学院电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室风光储分室, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 西电避雷器有限责任公司, 陕西 西安 710200
采用MnO2部分替代ZnO的方法固相烧结制备了SnO2-ZnO-Ta2O5基压敏陶瓷。研究了Zn, Mn共同掺杂对SnO2微观结构和电学性能的影响, 发现少量Mn的替代掺杂可以改善SnO2压敏陶瓷的非线性并显著提高其电压梯度。当MnO2的摩尔分数为0.25%时, 样品的非线性达到了21.37, 电压梯度为422 V/mm, 泄漏电流为72.12 μA/cm2。造成这种变化的主要原因是Mn补充了SnO2晶格中ZnO原有的不溶部分, 通过固溶反应产生了受主缺陷离子Mn″Sn, 增大了受主浓度, 促进了势垒的形成。同时, Mn在SnO2晶格中的溶解度较低, 容易在晶界层析出, 阻碍晶粒生长, 增加了电压梯度。
SnO2压敏陶瓷 泄漏电流 电压梯度 微观结构 肖特基势垒 SnO2 varistor ceramics leakage current voltage gradient microstructure Schottky barrier
1 国网电力科学研究院, 江苏 南京 211106
2 国网电力科学研究院 武汉南瑞有限责任公司, 湖北 武汉 430074
3 西安电子科技大学 先进材料与纳米科技学院, 陕西 西安 710071
采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明, 随着La2O3掺杂量的增加, ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增, 非线性系数先增加后减小, 而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现, 在1 000 ℃烧结温度下, La2O3的质量分数为0.25%时, ZnO压敏电阻的综合性能最好, 其电位梯度为532.2 V/mm, 非线性系数为41.6, 漏电流为3.3 μA。
ZnO压敏陶瓷 稀土氧化物La2O3 电位梯度 电性能 ZnO varistor ceramics rare earth oxide La2O3 potential gradient electric property
1 西南林业大学，云南省胶粘剂重点实验室， 昆明 650224
2 西南林业大学，功能陶瓷和木陶瓷实验室，昆明 650224
3 西南林业大学材料科学与工程学院，昆明 650224
本文研究了退火对TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷的压敏性能的影响，采用球磨-成型-烧结的传统方法制备TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷，并将TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷在不同温度下退火，用压敏直流参数仪测试样品的非线性系数α、压敏电压EB，采用XRD、SEM和STEM分析微观结构。结果表明，适宜温度下退火适当时间，可使晶粒适当长大，并使晶粒粒度分布均匀，减少气孔和提高致密度。退火过程中，半径较大的受主离子获得动能进一步向晶界偏析，增大晶界受主态密度，从而提高非线性系数α。晶粒适当长大，晶界数量和晶界总面积减小，有助于减小压敏电压；提高致密度可减小电阻率，从而进一步减小压敏电压。当掺杂浓度为0.20mol%，烧结温度为1 350 ℃，700 ℃退火3 h的TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷获得最高的非线性系数和较低的压敏电压(α=8.6， EB=22.5 V?mm-1)，优于没有退火样品。
TiO2压敏陶瓷 非线性系数 压敏电压 退火 TiO2 varistor ceramic nonlinear coefficient varistor voltage annealing
南京理工大学电子工程与光电技术学院，南京210094
微位移装置是指在外力或者电场、磁场等作用下, 直接或间接由微结构杠杆放大产生精密微量移动, 实现精密定位的装置, 例如采用压电陶瓷的逆压电效应、由电压控制产生微位移蠕动。以干涉仪中移相器为典型微位移装置代表, 总结多年来科研工作中对微位移装置伸长量的测量与在线标定方法, 实现了干涉仪中步长为λ/8(λ=632. 8 nm)的准确移相; 通过研究基于电容器件的位移反馈, 实现了分辨率优于10 nm的精密定位。
微位移 精密光学测量 压也陶瓷 反馈控制 移相器 干涉 micro displacement precise optical measurement piezoelectric transducer feedback control phase shifter interference
