低压ZnO压敏陶瓷的制备及Y2O3掺杂改性研究-材料学专业论文.docxVIP

论文题目：低压 ZnO 压敏陶瓷的制备及 Y2O3 掺杂改性研究 专 业：材料学 硕 士 生：李姣红 （签名） 指导教师：牟国栋 （签名） 摘 要 本文以制备低压 ZnO 压敏陶瓷材料为目的，论述了低压 ZnO 压敏陶瓷的性能、用 途、分类、实现低压化的方法、国内外的研究动态及发展趋势；研究了制备低压 ZnO 压敏陶瓷的基本工艺和方法，包括压制成型时的压强和粘结剂用量的选择；研究了烧结 工艺中烧结温度、保温时间及升温速率对低压 ZnO 压敏陶瓷电性能和致密度的影响规 律，优化了低压 ZnO 压敏陶瓷的烧结工艺。研究结果表明：坯体的成型极限压强为 20Mpa、粘结剂加入量为 12wt%时低压 ZnO 压敏陶瓷的各项性能最优；低压 ZnO 压敏 陶瓷的最佳的烧成工艺条件为：烧成温度 1200℃，保温时间 2h，升温速率 7℃/min。 本文首次采用正交试验法，利用制备 ZnO 压敏陶瓷的常规工艺，系统研究了 Bi、 Ti、Co、Mn、Sn、Sb 等 6 种元素氧化物对 ZnO 压敏陶瓷性能的影响，得出低压 ZnO 压敏陶瓷的最佳配方为：1.25%Bi2O3+0.4%TiO2+0.4%Co2O3+1%MnO2+1%SnO2+1%Sb2O3 +94.95%ZnO。在最佳烧结工艺条件下烧结，压敏电压为 10.15V，漏电流为 2.05μA，非 线性系数为 22.2。 在低压配方的基础上，通过添加稀土元素氧化物 Y2O3 做了改性试验，研究了 Y2O3 掺杂对低压 ZnO 压敏陶瓷电性能的影响规律及作用机制。研究发现：Y2O3 的加入能使 低压 ZnO 压敏陶瓷的非线性系数增大，漏电流相应的减小，但同时会使压敏电压大幅 度提高，同时，Y2O3 的掺杂会使低压 ZnO 压敏陶瓷的晶粒尺寸明显减小,并且大小和分 布更为均匀。 关 键 词：低压 ZnO 压敏陶瓷；烧结工艺；电性能；显微结构；掺杂 研究类型：应用研究 Subject : Study on the Preparation and Doping Y2O3 of Low-voltage ZnO Varistor Ceramics Specialty : Material Science Name : Li Jiaohong （Signature） Instructor : Mou Guodong （Signature） ABSTRACT In this paper, low-voltage ZnO varistor ceramics were comprehensively analyzed. Properties, application,classification,method of low-voltage,studying situation and developing trend of low-voltage ZnO varistor ceramics were also discussed. The techniques and methods of low-voltage ZnO varistor ceramics were studied;The influence of forming pressure and agglomerant dosage in the forming process on properties of low-voltage ZnO varistor ceramics were researched too; The influence of sintering temperature,holding time and heating rate on the electrical properties and density of low-voltage ZnO varistor ceramics were also investigated. The sintering process of low-voltage ZnO varistors were optimized.The results show that forming limited pressure is 20Mpa and agglomerant dosages is 12wt%,the properties of low-voltage ZnO varistors is optimum; It can obtain the best conditions for sintering process when sintering temperature is 1200℃,holding time is 2 hours and heating rate