钇掺杂氧化锌压敏陶瓷性能研究.doc
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钇掺杂氧化锌压敏陶瓷性能研究,study on properties yttrium-dopedzinc oxide varistor ceramics1.34万字34页 原创作品，已通过查重系统摘 要zno压敏陶瓷是以zno为主要成分，添加某种压敏形成剂（如bi2o3和pr6o11）以及其他多种金属氧化物，经高温烧结而...
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钇掺杂氧化锌压敏陶瓷性能研究
Study on properties yttrium-doped Zinc Oxide varistor ceramics
1.34万字 34页 原创作品，已通过查重系统
摘 要
ZnO压敏陶瓷是以ZnO为主要成分，添加某种压敏形成剂（如Bi2O3和Pr6O11）以及其他多种金属氧化物，经高温烧结而成的半导体陶瓷，在高压输变电线路、城市地铁和电气化铁路接触网系统中应用广泛。本论文采用传统陶瓷制备工艺，根据相图规则，分别设计、制备了稀土氧化物Sm2O3和Y2O3复合掺杂的ZnO压敏陶瓷。系统研究不同掺杂元素及其掺杂水平对ZnO基压敏电阻材料微观结构和电学性能的影响。
本实验采用高能行星式球磨机，按配方(95.70-x)%ZnO+0.5%Bi2O3+1%Sb2O3+1% MnO2+0.5%Cr2O3+0.5%CoO+0.3%Sm2O3+x%Y2O3混合粉末进行球磨制备Sm2O3和Y2O3复合掺杂的ZnO压敏陶瓷。过扫描电镜和X射线衍射对其显微组织和相成分进行了分析，探讨了Sm2O3和Y2O3对氧化锌压敏瓷电性能和显微组织影响机理。结果表明：
⑴在未掺杂Y2O3或者掺杂量较小（0.1mol%）时，Sm2O3的掺杂与否，不会对ZnO压敏陶瓷的电性能产生太大的影响。Y2O3掺杂量为0.3mol%时，压敏电压达到最大值1469V/mm、非线性系数最大值35.6、最小漏电流值0.02μA；所有样品的介电常数单调递减，其损耗在只掺杂Sm2O3而未掺杂Y2O3时最高。
⑵在Sm2O3掺杂量（0.3%）不变的情况下，ZnO压敏陶瓷的密度随着Y2O3掺杂量的增加，呈现出先增大后减小的趋势；所有样品的致密度最后都出现减小；Y2O3的摩尔分数为0.1%时，烧结体的线收缩率最为明显；未掺杂Y2O3的样品出现最大损耗峰值，而Y2O3的掺杂量最大（0.3%）时，样品的损耗峰值最小。
⑶在Sm2O3含量不变时，随着Y2O3掺杂量的增多，烧结体内的ZnO晶粒尺寸减小，晶间相的数量急剧增加；在Sm2O3和Y2O3复合掺杂下的ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷所形成的主晶相为ZnO，次晶相为Bi2O3、Zn7Sb2O12尖晶石和Bi3SbO7相。
关键词：压敏陶瓷；氧化锌；氧化钇；电性能；显微结构
Study on properties yttrium-doped Zinc Oxide varistor ceramics
1.34万字 34页 原创作品，已通过查重系统
摘 要
ZnO压敏陶瓷是以ZnO为主要成分，添加某种压敏形成剂（如Bi2O3和Pr6O11）以及其他多种金属氧化物，经高温烧结而成的半导体陶瓷，在高压输变电线路、城市地铁和电气化铁路接触网系统中应用广泛。本论文采用传统陶瓷制备工艺，根据相图规则，分别设计、制备了稀土氧化物Sm2O3和Y2O3复合掺杂的ZnO压敏陶瓷。系统研究不同掺杂元素及其掺杂水平对ZnO基压敏电阻材料微观结构和电学性能的影响。
本实验采用高能行星式球磨机，按配方(95.70-x)%ZnO+0.5%Bi2O3+1%Sb2O3+1% MnO2+0.5%Cr2O3+0.5%CoO+0.3%Sm2O3+x%Y2O3混合粉末进行球磨制备Sm2O3和Y2O3复合掺杂的ZnO压敏陶瓷。过扫描电镜和X射线衍射对其显微组织和相成分进行了分析，探讨了Sm2O3和Y2O3对氧化锌压敏瓷电性能和显微组织影响机理。结果表明：
⑴在未掺杂Y2O3或者掺杂量较小（0.1mol%）时，Sm2O3的掺杂与否，不会对ZnO压敏陶瓷的电性能产生太大的影响。Y2O3掺杂量为0.3mol%时，压敏电压达到最大值1469V/mm、非线性系数最大值35.6、最小漏电流值0.02μA；所有样品的介电常数单调递减，其损耗在只掺杂Sm2O3而未掺杂Y2O3时最高。
⑵在Sm2O3掺杂量（0.3%）不变的情况下，ZnO压敏陶瓷的密度随着Y2O3掺杂量的增加，呈现出先增大后减小的趋势；所有样品的致密度最后都出现减小；Y2O3的摩尔分数为0.1%时，烧结体的线收缩率最为明显；未掺杂Y2O3的样品出现最大损耗峰值，而Y2O3的掺杂量最大（0.3%）时，样品的损耗峰值最小。
⑶在Sm2O3含量不变时，随着Y2O3掺杂量的增多，烧结体内的ZnO晶粒尺寸减小，晶间相的数量急剧增加；在Sm2O3和Y2O3复合掺杂下的ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷所形成的主晶相为ZnO，次晶相为Bi2O3、Zn7Sb2O12尖晶石和Bi3SbO7相。
关键词：压敏陶瓷；氧化锌；氧化钇；电性能；显微结构
