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论文成绩 评 语 年 月 日 前言 “压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫“Voltage Dependent Resistor”简写为“VDR”, 或者叫做“Varistor。压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的氧化锌（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素锌（Zn）和六价元素氧（O）所构成。所以从材料的角度来看，氧化锌压敏电阻器是一种“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半导体”。 在中国台湾，压敏电阻器称为突波吸收器,有时也称为“电冲击（浪涌）抑制器（吸收器）”。 压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。 压敏电阻的响应时间为ns级，比气体放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。压敏电阻的通流容量较大，但比气体放电管小。压敏电阻器简称VDR，是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件。 2 氧化锌压敏电阻陶瓷制备工艺 2.1配方 ZnO压敏电阻器的性能参数与ZnO半导体陶瓷的配方有密切关系，下式是目前生产使用的典型组分之一： （100-x）ZnO +x/6(Bi2O3+2Sb2O3+Co2O3+MnO2+Cr2O3) 当工艺条件不变时，改变x值，则产品C值随x的增加而增加，但当x=3处出现α值最大值，除改变x值外，还可以改变添加物的成分或添加微量其它氧化物来改变产品的性能参数。多年来的研究认为Bi2O3，Sb2O3，Co2O3， MnO2， Cr2O3等构成ZnO压敏陶瓷的基本晶界结构，是构成型添加剂。 2.2制备工艺 氧化锌压敏陶瓷的制备工艺和一般的陶瓷制备工艺基本相同，其主要流程为：原材料处理→配料称量→振磨（湿）→烘干过筛→预烧→振磨（湿）→造粒→成形→烧结→涂银→测试→组装→标志→入库。 为了达到一定细度，防止杂质进入，要求在塑料橡胶容器振磨或湿式球磨。 预烧在空气中进行，在750-800℃保温0.5-1h进行烧银。 烧结温度对ZnO压敏陶瓷的性能有很大的影响， 因此应根据产品的性能参数的要求来选择烧结温度。 3 粉体的制备方法 由于ZnO压敏电阻的优良性能及使用广泛，国内外对其进行了大量的研究，主要集中在压敏机理、微观结构、掺杂元素、工艺制度等等。近年来，由于集成工艺、厚膜工艺、超导陶瓷及纳米技术的发展，大力推动了陶瓷工艺的进步。目前，已经有多种 ZnO粉体制备方法如：传统法（固相法）、喷雾热分解法、溶胶-凝胶法、化学共沉淀法、水热法等。 3.1传统法 传统法包括固相法、机械混合法。传统固相混合法生产工艺简单，设备要求不高，适合于大批量生产，这是其明显的优点，也是国内外大多数生产厂家采用的方法。该工艺是将ZnO与掺杂氧化物按照一定配比通过球磨使得配料保持在一定的细度并达到混合均匀，压制、成型、烧结得到压敏电阻。个别厂家在生产中使用高性能的机械装置（如搅拌球磨机），生产中加入研磨剂，以此来提高细度及均匀性。由于机械球磨混合得到的粉体粒度分布广、形貌难以控制，同时粉体自身的性质——吸附、团聚使得多种氧化物混合粉体很难有效地混合均匀，当粉体粒度在一定范围时，通过球磨技术已经不能再降低其粒度，这对于高压用ZnO压敏电阻粉体合成是不利的。传统法的这些特点很难满足制备高性能压敏电阻用优质粉体的需求。 3.2喷雾热分解法 喷雾热分解法制备氧化锌压敏薄膜是由贾锐等首次报道的，利用喷雾热分解法制备的ZnO系压敏薄膜压敏电压较低的，仅为13.15V，具有良好的非线性，非线性系数α为8.09，在650℃退火1h，薄膜晶化良好，有明显的取向生长。喷雾热分解法在科学研究方面有一定意义，在工业化的生产与应用没有太多价值。