ZnO-Bi2O3基压敏电阻器研究进展

时间:2022-03-11来源:佚名

氧化锌(ZnO)晶体室温下的禁带宽度为3.37eV[1],是一种非化学计量比化合物,其主要点缺陷是间隙Zn离子,间隙Zn离子电离后能给导带提供自由电子,所以,ZnO晶体是一种典型的n型半导体。ZnO因具有特殊的电学、光学等性能,在压电、气敏、催化、透明导电薄膜等领域具有广泛应用[2-4]。ZnO压敏电阻器是一种以ZnO为主体,掺杂多种金属氧化物改性的多晶半导体,由于ZnO压敏电阻具有非线性系数高、浪涌吸收能力强、性能稳定、制备工艺简单等诸多突出优点,被广泛应用于电力、交通、通讯、仪表、家电等各个行业作为浪涌吸收、过压保护、过电压抑制和稳电压等器件[5-10]。衡量ZnO压敏电阻性能的主要参数包括非线性系数a、压敏电压E1mA和漏电流IL等,a值越大压敏电阻对浪涌的反应速度越快,合适的E1mA可以有效控制压敏电阻的阈值电压,IL值越小则压敏电阻在工作过程中的热损耗越低。避雷器是ZnO在电力系统内外部高压防护中应用的主要产品形式,高电压梯度,大通流容量,低残压比和优异的老化性能,不仅能减小避雷器本身的体积和重量,降低被保护设备的绝缘水平和造价,而且还能为电力设备提供更加安全可靠的防护[11-15]

以氧化锌为基体的压敏电阻中,ZnO-Bi2O3基压敏电阻是研究最早,也是目前研究最多的压敏电阻体系,已广泛应用在电力系统和电子集成电路的过压保护、雷电和浪涌电流的防护中。其中低压ZnO-Bi2O3基压敏电阻可广泛应用于汽车工业、通讯设备、铁路信号、微型电机及各种电子器件的保护,市场前景非常广阔。该体系主要是以ZnO为主,以氧化铋(Bi2O3)、氧化锑(Sb2O3)、氧化钴(Co2O3)、氧化锰(MnO2)、氧化铬(Cr2O3)等为基本添加物,掺杂其他氧化物添加剂以便得到不同性能的压敏电阻。从微观结构上看,ZnO构成主晶相,以10-20mm大小晶粒存在,富Bi2O3相构成晶界层,连续分布在晶粒周围,其它氧化物同时分布在晶界和晶粒中[16-18]

其中,Bi2O3是最核心的添加剂,熔点较低,主要存在于晶界处构成绝缘晶界层,起到提高晶界势垒并提升其非线性的目的[19],参与反应形成焦绿石(Zn2Bi3Sb3O14)和尖晶石相(Zn7Sb2O12),阻止晶粒异型长大,在高温时形成富铋液相Bi2O3(Sb,Zn),可以传递氧离子,并渗透到附近的氧化锑和氧化锌[20];Sb2O3主要以尖晶石的形式,可以减小Bi2O3的挥发,提高非线性和稳定性;Co2O3和Cr2O3的加入能形成氧空位并聚集于晶界,从而提高晶界势垒高度并减小漏电流;掺杂SiO2能在基体中引入玻璃相,抑制晶粒生长,有效提高电位梯度[15]。综上可知,选择合适的掺杂氧化物,合理优化配比,控制掺杂成分在主体材料中的分布,是进一步提高ZnO-Bi2O3基压敏电阻综合性能的关键。通过添加各种金属氧化物提高ZnO压敏电阻器的综合电学性能,具有重要的经济和社会意义。本文从掺杂改性和制备工艺两方面对ZnO-Bi2O3基压敏电阻器的研究进展进行了综述。

ZnO-Bi2O3基压敏电阻器研究进展

相关阅读

城市夜景照明从“亮起来”发展成“美起来”

经过几年的发展, 城市夜景照明 已达到一定的需求,照明形式已由过去的单一气体放电灯向现在大规模的LED光源和激光、投影等声光电组合形态的转变,亮化就是今天城市夜景照明发...
2022-09-17
城市夜景照明从“亮起来”发展成“美起来”

LED灯具在照明工程设计中的整体考虑

建筑物的景观LED灯具照明工程 设计在整体的考虑有下列几点是首先要确认的。 1、观看的方向:建筑物可能是从各个不同的方向、角度都可以看得到,但一般在设计着手之前,我们先要决定...
2022-07-15

城市景观亮化工程作用有哪些?

城市景观亮化工程 的功效重点是为大家造就清雅舒服的夜间环境,具有安全性与警示的功效。选用一定的照明灯具手法使环境户外空间展现出美丽动人的风景,根据灯光设计,正确引导...
2022-08-31
城市景观亮化工程作用有哪些?

光伏电站系统设计 光伏电池板组件串联数量计算 光伏阵列运行方式 逆变器选型 集电线路 光伏储能

在工程设计阶段,光伏项目的方阵组串布置对发电量影响很大,方阵前后排间距、东西组串间距要精细化。光伏直流侧主发电设备选型时,没有绝对固定的模式,重点根据项目地理位置、海...
2024-08-21
光伏电站系统设计 光伏电池板组件串联数量计算 光伏阵列运行方式 逆变器选型 集电线路 光伏储能

拉闸限电规定会对亮化工程有影响吗?

节约和环保是我们日常生活中经常讨论的问题。因此,建筑亮化工程必须与时俱进,把 亮化工程 的规划设计提出了更高的要求。良好的照明设计是建筑照明工程有效节能的基础。建筑...
2022-08-24
拉闸限电规定会对亮化工程有影响吗?

热销商品

四氟包覆/FEP/PTFE包覆胶O型圈全氟醛FFKMO型圈耐化学腐蚀氟胶

四氟包覆(FEP/PTFE)O型圈及全氟醚(FFKM)O型圈是高性能密封解决方案,专为极端化学环境设计。FEP或PTFE包覆氟橡胶(FKM)芯材的O型圈兼具外层优异的耐化学腐蚀性、抗溶胀性...
5

100%桑蚕丝香云纱饰品发圈发夹口罩眼罩发带腰封直播专拍单拍无效

100%桑蚕丝香云纱饰品系列,精选天然桑蚕丝与非遗香云纱工艺匠心打造,质感柔滑亲肤,光泽雅致,尽显东方韵味。包含发圈、发夹、口罩、眼罩、发带、腰封等多款实用配饰,适...
0.85

氟胶星型密封圈X型圈线径1.78/2.62/3.53/5.33氟橡胶星形圈X-ring

氟胶星型密封圈(X型圈)采用高性能氟橡胶(FKM)材料制成,具有优异的耐高温、耐油、耐化学腐蚀及耐老化性能,广泛应用于汽车、航空航天、液压系统及高端机械设备中。其独特...
2

大量现货 NBR耐油 密封圈 O型圈 橡胶密封圈

大量现货供应NBR耐油密封圈、O型圈及橡胶密封圈,采用优质丁腈橡胶(NBR)材质,具有优异的耐油性、耐磨性和抗压缩永久变形性能,适用于-30℃至+120℃的工作环境。产品广泛...
1

O型圈氟橡胶圆条丁腈胶硅胶垫片防水O三元乙丙EPDM密封件骨架油封

O型圈、氟橡胶圆条、丁腈胶、硅胶垫片、三元乙丙(EPDM)密封件及骨架油封是广泛应用于机械、汽车、航空航天及建筑等领域的关键密封元件。氟橡胶耐高温、耐腐蚀,适用...
1

网站栏目