【摘 要】
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近年来ZnO压敏陶瓷在电力系统、通信、交通等领域获得广泛应用,然而ZnO压敏陶瓷由于制造工艺和材料配方不合理,存在着早期失效的现象,影响到它的应用.该文通过加速寿命试验,
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近年来ZnO压敏陶瓷在电力系统、通信、交通等领域获得广泛应用,然而ZnO压敏陶瓷由于制造工艺和材料配方不合理,存在着早期失效的现象,影响到它的应用.该文通过加速寿命试验,对ZnO压敏陶瓷制造工艺和材料配方导致早期失效的影响原因进行了较为深入的研究,并提出改进措施.通过对压敏陶瓷早期失效的表现形式进行分析,认为肖特基势垒不稳定,瓷体微观结构不均匀,相的组成与分布及存在内部微裂纹等缺陷是造成压敏陶瓷早期失效的主要原因.通过改变材料配方的方式,研究了添加剂元素对早期失效的影响.研究结果表明,Bi和Sb的含量对影响其早期失效的组成相有着决定性作用,适量的搀杂Mn、Ag可以有效的降低早期失效;并对其影响机理进行了研究.系统的对制造工艺中的各个环节进行了研究,对比了不同的工艺对早期失效的影响.添加剂预先细磨、喷雾造粒、合理的烧结制度等工艺的采用可以有效提高压敏陶瓷的微观均匀性,减少内部的缺陷,调节瓷体中组成相的成分和含量,是降低早期失效的有效措施.针对压敏陶瓷的早期失效,研究了热处理对压敏陶瓷稳定性的影响,认为合理的热处理工艺可以有效降低引起老化失效的间隙锌离子的含量,提高压敏陶瓷的稳定性.使用浸渍法提高压敏陶瓷的性能,并取得一定的效果.并根据实际应用,提出了一种简便的判别压敏陶瓷可靠性的方法.研究中还发现,随着烧结温度的提高,不同价态的Mn离子的含量也随之变化,高价Mn离子含量减少,低价Mn离子含量增多.利用反射光谱研究ZnO压敏陶瓷的能带结构,试验结果表明反射光谱随烧结温度的变化发生相应的变化,发现了三个特征谷,经研究认为是Bi的吸收结果,并对其机理进行了分析.
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