氧化锌压敏电阻的制备

氧化锌压敏电阻的老化机理

1 前言

从氧化锌压敏电组 U-I 特性、介电特性以及热激发电流(TSC)，综述了压敏电阻直流电压和交流电压作用引起的老化现象。

氧化锌压敏电阻的老化，归因于晶粒边界区耗尽层中填隙锌离子 的扩散，由同时施加的电压和温度引起的。当耗尽层中的填隙锌通过加热退火处理永久地扩展出来，压敏电阻的稳定性得以改善。

2 氧化锌压敏电阻的老化现象 2.1 伏安特性曲线的老化现象

图 1 是对直径 14mm，厚度 1.8mm 的氧化锌压敏电阻的试验中得到的。图中分别列出直流和交流电压作用下伏安特性的老化现象[1-6.8]。 2.1.1 直流电压作用下的老化

在直流电压的作用下，氧化锌压敏电阻的 U-I 曲线发生不对称变化，即在施加电压一段时间后，再测量压敏电阻的 U-I 特性时，其非线性特性曲线发生不对称的变化，如图 1(a) 所示。试验时施加的电压梯度为 95V/mm，温度为 70℃。加压后在测量压敏电阻的 U-I 特性表明，在同样的电压下，流过压敏电阻的电流将增加。不对称变化表现在：和老化试验电压极性相反的伏安特性（图 1(a) 左下角）的变化比极性一致的正方向特性（图 1(a) 右上角）的变化要大。随所施加电压和加压时间的

氧化锌压敏电阻的老化机理

1 前言

从氧化锌压敏电组 U-I 特性、介电特性以及热激发电流(TSC)，综述了压敏电阻直流电压和交流电压作用引起的老化现象。

氧化锌压敏电阻的老化，归因于晶粒边界区耗尽层中填隙锌离子 的扩散，由同时施加的电压和温度引起的。当耗尽层中的填隙锌通过加热退火处理永久地扩展出来，压敏电阻的稳定性得以改善。

2 氧化锌压敏电阻的老化现象 2.1 伏安特性曲线的老化现象

图 1 是对直径 14mm，厚度 1.8mm 的氧化锌压敏电阻的试验中得到的。图中分别列出直流和交流电压作用下伏安特性的老化现象[1-6.8]。 2.1.1 直流电压作用下的老化

在直流电压的作用下，氧化锌压敏电阻的 U-I 曲线发生不对称变化，即在施加电压一段时间后，再测量压敏电阻的 U-I 特性时，其非线性特性曲线发生不对称的变化，如图 1(a) 所示。试验时施加的电压梯度为 95V/mm，温度为 70℃。加压后在测量压敏电阻的 U-I 特性表明，在同样的电压下，流过压敏电阻的电流将增加。不对称变化表现在：和老化试验电压极性相反的伏安特性（图 1(a) 左下角）的变化比极性一致的正方向特性（图 1(a) 右上角）的变化要大。随所施加电压和加压时间的

氧化锌压敏电阻粉体制备

压敏半导体陶瓷是指电阻值与外加电压成显著的非线性关系的半导体陶瓷。使用时加上电极后包封即成为压敏电阻器。其工作原理是基于压敏陶瓷所具有的伏安(I—V)非线性特性．即当电压低于某一临界值时，压敏电阻的阻值非常高，相当于绝缘体，当电压超过这一临界值时，电阻急剧减小．接近于导体。因为这种效应的存在，压敏电阻器被广泛应用于过压保护和稳压方面。

目前，制造压敏电阻器的半导体材料主要有两大类：SiC和ZnO。这两类压敏电阻器的I—V非线性特性都来源于陶瓷体中的晶界势垒。在ZnO压敏电阻出现以前，SiC一直是制备压敏电阻器的重要材料。相对于SiC压敏电阻器而言，ZnO压敏电阻器具有非线性系数大、响应时间短、残压低、电压温度系数小、漏电流小等独特的优良性能，因而，在电子线路、家用电器和电力系统的稳压和过压保护领域，ZnO压敏电阻器的开发与应用起着举足轻重的作用。

ZnO压敏电阻的性能取决于它的微观结构和产品的尺寸，其微观结构往往是由加入掺杂剂的种类、加入量，粉体制备工艺所引起的粉体大小、尺寸分布、形状、均匀性等的不同，以及烧结工艺、煅烧温度、煅烧时间、升温及降温速度等因素决定的。通过对这些因素的优化，可提高ZnO压敏电阻的性能。

氧化

氧化锌压敏电阻粉体制备

压敏半导体陶瓷是指电阻值与外加电压成显著的非线性关系的半导体陶瓷。使用时加上电极后包封即成为压敏电阻器。其工作原理是基于压敏陶瓷所具有的伏安(I—V)非线性特性．即当电压低于某一临界值时，压敏电阻的阻值非常高，相当于绝缘体，当电压超过这一临界值时，电阻急剧减小．接近于导体。因为这种效应的存在，压敏电阻器被广泛应用于过压保护和稳压方面。

目前，制造压敏电阻器的半导体材料主要有两大类：SiC和ZnO。这两类压敏电阻器的I—V非线性特性都来源于陶瓷体中的晶界势垒。在ZnO压敏电阻出现以前，SiC一直是制备压敏电阻器的重要材料。相对于SiC压敏电阻器而言，ZnO压敏电阻器具有非线性系数大、响应时间短、残压低、电压温度系数小、漏电流小等独特的优良性能，因而，在电子线路、家用电器和电力系统的稳压和过压保护领域，ZnO压敏电阻器的开发与应用起着举足轻重的作用。

ZnO压敏电阻的性能取决于它的微观结构和产品的尺寸，其微观结构往往是由加入掺杂剂的种类、加入量，粉体制备工艺所引起的粉体大小、尺寸分布、形状、均匀性等的不同，以及烧结工艺、煅烧温度、煅烧时间、升温及降温速度等因素决定的。通过对这些因素的优化，可提高ZnO压敏电阻的性能。

氧化

氧化锌压敏电阻粉体制备

压敏半导体陶瓷是指电阻值与外加电压成显著的非线性关系的半导体陶瓷。使用时加上电极后包封即成为压敏电阻器。其工作原理是基于压敏陶瓷所具有的伏安(I—V)非线性特性．即当电压低于某一临界值时，压敏电阻的阻值非常高，相当于绝缘体，当电压超过这一临界值时，电阻急剧减小．接近于导体。因为这种效应的存在，压敏电阻器被广泛应用于过压保护和稳压方面。

目前，制造压敏电阻器的半导体材料主要有两大类：SiC和ZnO。这两类压敏电阻器的I—V非线性特性都来源于陶瓷体中的晶界势垒。在ZnO压敏电阻出现以前，SiC一直是制备压敏电阻器的重要材料。相对于SiC压敏电阻器而言，ZnO压敏电阻器具有非线性系数大、响应时间短、残压低、电压温度系数小、漏电流小等独特的优良性能，因而，在电子线路、家用电器和电力系统的稳压和过压保护领域，ZnO压敏电阻器的开发与应用起着举足轻重的作用。

ZnO压敏电阻的性能取决于它的微观结构和产品的尺寸，其微观结构往往是由加入掺杂剂的种类、加入量，粉体制备工艺所引起的粉体大小、尺寸分布、形状、均匀性等的不同，以及烧结工艺、煅烧温度、煅烧时间、升温及降温速度等因素决定的。通过对这些因素的优化，可提高ZnO压敏电阻的性能。

氧化

氧化锌压敏电阻粉体制备

压敏半导体陶瓷是指电阻值与外加电压成显著的非线性关系的半导体陶瓷。使用时加上电极后包封即成为压敏电阻器。其工作原理是基于压敏陶瓷所具有的伏安(I—V)非线性特性．即当电压低于某一临界值时，压敏电阻的阻值非常高，相当于绝缘体，当电压超过这一临界值时，电阻急剧减小．接近于导体。因为这种效应的存在，压敏电阻器被广泛应用于过压保护和稳压方面。

目前，制造压敏电阻器的半导体材料主要有两大类：SiC和ZnO。这两类压敏电阻器的I—V非线性特性都来源于陶瓷体中的晶界势垒。在ZnO压敏电阻出现以前，SiC一直是制备压敏电阻器的重要材料。相对于SiC压敏电阻器而言，ZnO压敏电阻器具有非线性系数大、响应时间短、残压低、电压温度系数小、漏电流小等独特的优良性能，因而，在电子线路、家用电器和电力系统的稳压和过压保护领域，ZnO压敏电阻器的开发与应用起着举足轻重的作用。

ZnO压敏电阻的性能取决于它的微观结构和产品的尺寸，其微观结构往往是由加入掺杂剂的种类、加入量，粉体制备工艺所引起的粉体大小、尺寸分布、形状、均匀性等的不同，以及烧结工艺、煅烧温度、煅烧时间、升温及降温速度等因素决定的。通过对这些因素的优化，可提高ZnO压敏电阻的性能。

氧化

氧化锌避雷器工作原理及结构

复合外套氧化锌避雷器与瓷外套氧化锌避雷器相比较，具有体积小、重量轻、防爆和密封性好、爬距大、耐污秽、制造工艺简单、结构紧凑等一系列优点，因而颇受用户欢迎，但也存在外套材料的老化和电蚀损的不足。目前在这一领域除了研究如何提高氧化锌非线性电阻片的特性外，还研究外套绝缘材料的耐老化和电蚀损性，以及改善内绝缘结构及材料特性，以弥补有机复合材料的不足。

一、原理

氧化锌ZnO避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。

二、复合外套氧化锌避雷器一般以下面几个主要部件组成： ａ．串联的氧化锌非线性电阻片（或称阀片）组成阀芯；

溶液-凝胶法制备ZnO薄膜.doc

导师：李旭

溶液-凝胶法制备ZnO薄膜.doc

一 名称 中文名称：氧化锌 中文别名：白铅粉、锌白 英文别名：ZincOxide(AS),Philosopher’swool ,Chinesewhite,C.I.Pigmentwhite4, C.I.77947 CAS:

溶液-凝胶法制备ZnO薄膜.doc

二 性状 白色、浅黄色粉末，无气味，味苦，在正常压 力下能升华，能吸收空气中的二氧化碳。加热 至300℃色变黄，但冷却后又成白色。溶于稀 乙酸、矿酸、氨水、碳酸铵和氢氧化碱溶液， 几乎不溶于水。相对密度5.67(六方结晶), (d204)5.607。熔点1800℃以上。折光率 (nD)2.0041(2.0203)。

溶液-凝胶法制备ZnO薄膜.doc

三 氧化锌的主要物理参数

溶液-凝胶法制备ZnO薄膜.doc

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溶液-凝胶法制备ZnO薄膜.doc

与大多数的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体一样， ZnO具有六方纤锌矿型结构或立方闪锌矿型结 构，均属六方品系空间群。室温和常压下， ZnO的热稳定性相为六方纤锌矿结构。当压强 达9Gpa左右时，纤锌矿结构的ZnO转变为四方 岩盐结构，近邻原子数

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导师：李旭

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一 名称 中文名称：氧化锌 中文别名：白铅粉、锌白 英文别名：ZincOxide(AS),Philosopher’swool ,Chinesewhite,C.I.Pigmentwhite4, C.I.77947 CAS:

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二 性状 白色、浅黄色粉末，无气味，味苦，在正常压 力下能升华，能吸收空气中的二氧化碳。加热 至300℃色变黄，但冷却后又成白色。溶于稀 乙酸、矿酸、氨水、碳酸铵和氢氧化碱溶液， 几乎不溶于水。相对密度5.67(六方结晶), (d204)5.607。熔点1800℃以上。折光率 (nD)2.0041(2.0203)。

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三 氧化锌的主要物理参数

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与大多数的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体一样， ZnO具有六方纤锌矿型结构或立方闪锌矿型结 构，均属六方品系空间群。室温和常压下， ZnO的热稳定性相为六方纤锌矿结构。当压强 达9Gpa左右时，纤锌矿结构的ZnO转变为四方 岩盐结构，近邻原子数

配位均匀沉淀法制备纳米氧化锌

维普资讯

第 l卷第 3 9期20 05年 9月

济南大学学报 (自然科学版 )J U NA F J A N V R I Y ( c . T c . O R L O I N U I E ST N Si& eh )

V 1 1 No. 0 .9 3 S p.2 0 e 05

文章编号：61 5920 )— 29 0 17—35 (050 0 1— 4 3

配位均匀沉淀法制备纳米氧化锌许律，邓建成，周燕

(潭大学化学学院，南湘潭 4 l 5湘湖 l1 ) 0

摘

要：究一种简单、济的制备纳米氧化锌的新方法， 研经以

冶炼厂生产；他试剂均为分析纯。XD谱由其 R

工业氧化锌为原料、水为配位剂、酸氢铵为沉淀剂，先氨碳首

反应得到与碳酸根共存的锌氨配合物溶液，通过改变体系的 条件，前驱物碱武碳酸锌均匀沉淀下来，沉淀分离洗涤使将并烘干后，烧得到平均粒径 2 l右的 ZO煅 0n左 n n。产品用红外光谱、 x射线粉末衍射、射电镜等进行了表征，透并探讨了 锌氨物质的量比对浸取率的影响、取液的精制、驱物析浸前出动力学，整个工艺进行了优化。该法具有工艺简单、对产品纯度高、成本低廉等显著优点，易于实现工业化生产，有具十分广阔的应用前景。