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通过掺杂Co2O3，Cr2O3， Nb2O5，MnO和稀土氧化物，我们制备了致密度高且非线性良好的SnO2基压敏电阻元件。常用的ZnO压敏电阻的压敏电压梯度约200V/mm，由于SnO2基压敏电阻的压敏电压梯度较高，因此其更适合用于高压领域。本篇论文将在前人研究的基础上，通过氧化物掺杂和适当的工艺调整来改善SnO2基压敏电阻元件的小电流特性和8/20μs脉冲电流耐受特性。
目前，压敏电阻导电机理主要是基于ZnO基压敏电阻的研究成果而发展起来的。由于晶粒与晶界间电阻率的巨大差异，降低晶粒电阻率有助于改善压敏电阻的电学性能。然而，在主晶相SnO2中，锡离子的价态为+4价，能降低晶粒电阻率的施主掺杂比较少。在第二章研究的SnO2体系中，我们分别引入Nb2O5和Sb2O3，并分析了这两种掺杂剂对介电常数和压敏电压的影响。结果表明，尽管掺杂Sb2O3的样品晶粒较小，但是压敏电压V1mA却更低、介电常数εr较高，这可能与晶界中出现的一些非活性晶界有关。在第三章中，我们研究了CO2O3对SnO2压敏陶瓷相对密度、晶相成分和电学性能的影响。结果表明，添加CO2O3可大大地促进致密化。随着CO2O3含量的增加，CO2O3与SnO2生成的第二相CO2SnO4聚集在晶界区域，阻碍了SnO2晶粒的生长。当掺杂0．63mol％Co2O3时，样品耐受8/20μs脉冲电流峰值达1456A，势垒高度为1．059eV，而掺杂量为0．95mol％时非线性系数达61。在第四章中，我们引入了不同含量的锰离子掺杂，分别使用MnCO3和Mn（NO3）2作为前驱体，并测试和分析了样品的电性能。压敏电压随着MnCO3含量的增加而快速下降；而在实验掺杂量的范围内，Mn（NO3）2掺杂样品的压敏电压则几乎保持不变。引入硝酸锰改变了浆料的pH值，影响浆料流变性质。为使球磨更加均匀，我们添加氨水来调整pH值，从而满足浆料粘度的要求。最后，分别引入Y2O3和HO2O3，讨论了二者对晶粒大小和电性能的影响。相对于Y2O3来说，掺HO2O3的样品晶粒更均匀。掺HO2O3为0．02mol％时，样品耐受8/20μs脉冲电流峰值达2018A，残压比为2．0，两种稀土掺杂均能使压敏电压梯度提高到450V/mm左右。
总之，通过添加不同的氧化物和调整制备工艺，我们制备了致密度高、压敏性能较好的SnO2压敏电阻元件。