足球比分直播

金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响.pdf

返回
金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响.pdf_第1页
第1页 / 共60页
金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响.pdf_第2页
第2页 / 共60页
金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响.pdf_第3页
第3页 / 共60页
金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响.pdf_第4页
第4页 / 共60页
金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响.pdf_第5页
第5页 / 共60页
点击查看更多>>
资源描述:
分类号UDCTB34硕士学位论文金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响韩丽芳论文答辩日期 201105二2塞 学位授予日期 201l06\1Y11111111111911111151111111111191111110111111161111广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师指导下完成的,研究工作所取得的成果和相关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外,论文中不包含其他人已经发表过的研究成果,也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体,均已在论文中明确说明并致谢。论文作者签名葬移赢豸 加//年易月修日学位论文使用授权说明本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,即本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容;按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。请选择发布时间凼口时发布 口解密后发布保密论文需注明,并在解密后遵守此规定论文作者繇新氯弓导师躲汀&驯刚胁日金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷微观结构和电性能的影响摘要本文测量了在ZnO中加入少量的Ti02或CuO后样品中的电子密度及其电阻率。以此为基础,采用固相反应法分别制备了ZnO.Ti02.Bi203.CuO.Mn02,ZnOTi02.Bi203.CuO.C0203和ZnO。Ti02.Bi203.CuOCr203系列压敏电阻,测试了其电性能;采用正电子寿命谱仪、符合正电子湮没辐射多普勒装置、扫描电镜等多种实验方法分析了其微结构,讨论了晶界结构和电子密度对ZnO压敏陶瓷电性能的影响,得到如下实验结果1.在ZnO中加入少量的Ti02,随着ZnO陶瓷中Ti02含量的增加,样品的电阻率降低,Ti02含量为1.8 m01%时,样品的电阻率最低;而当Ti02含量高于1.8 m01%时,样品的电阻率升高。当Ti02含量低于1.8 m01%时,样品的正电子平均寿命随Ti02的增加而减小,这表明,样品中的自由电子密度随Ti02含量的增加而增加,从而导致样品的电阻率降低;当Ti02含量高于1.8 t001%时,随Ti02含量的增加,样品的正电子平均寿命增加,即自由电子密度降低,样品的电阻率升高。2.在ZnO陶瓷中加入少量的CuO,样品的电阻率显著升高,当CuO含量为2.3 m01%时,样品的电阻率最高。正电子寿命测量结果显示用少量的CuO对ZnO掺杂,样品的正电子平均寿命增加,即样品的自由电子密度降低,导致样品的电阻率升高。3.比较金属铜和金属锌的正电子湮没辐射Dopple展宽谱的商谱发现,正电子与金属铜原子的3d电子的湮没概率高于与金属锌原子的3d电子的湮没概率。4.在ZnO中加入少量的CuO,当CuO含量低于2.0 m01%时,样品的商谱谱峰随CuO含量的升高而升高;当CuO含量高于2.0 m01%时,样品的商谱谱峰随CuO含量的升高而降低。5.比较ZnO.Ti02一Bi203一CuOMn02、ZnOTi02.Bi203一CuO.C0203和ZnOTi02.Bi203.CuO.Cr203系压敏陶瓷的正电子寿命谱参数及其电性能发现,ZnO.Ti02.Bi203一CuO.Cr203压敏陶瓷的正电子平均寿命较长,即该样品基体中的自由电子密度较低,其压敏电压较高;而ZnOTi02.Bi203.CuO.C0203压敏陶瓷的正电子平均寿命较短,该样品基体中的自由电子密度较高,其压敏电压E和漏电流IL较低,非线性系数a较高。关键词压敏陶瓷压敏电压漏电流非线性系数正电子湮没技术掺杂本文为国家自然科学基金批准号51061002和广西自然科学基金批准号2010GXNSFD013036资助项目。UEFFECTS OF METAL oXlDES DoPING oNMICRo.STRUCTURE AND ELECTRICAL PRoPERTIESoF ZnO VARISTOR CERAMICSAB STRACTThe electron densities and the resistivities of ZnO ceramics doped withsmall amount of Ti02 or CuO have been measured.According to the results,theZnOTi02.Bi203.CuO.Mn02,ZnOTi02-Bi203一CuO-C0203,and ZnOTi02-Bi203一CuOCr203 varistors were prepared by means of solid state reaction.The measurements oIf the electrical properties have been pered inthe varistors.The micro.structures of the varistors were charactered by using avariety of experimental s,such as positron lifetime spectroscopy,coincidence Doppler broadening of positron annihilation radiation and SEM.The effects of grain boundaries and electron densities on the electrical propertiesof ZnO varistor have been discussed.The experiment results are as follows.1.For ZnO ceramics doped with a small amount of Ti02,on increasing thecontent of Ti02 in ZnO ceramics,the resistivity of the ceramics decrease,andthen reaches a minimum value at 1.8 m01%Ti02;while it will increase for ZnOIIlceramics with Ti02 content higher than 1.8 m01%.For ZnO ceramics with Ti02content less than 1.8 t001%,the mean positron lifetime decreases with increasingTi02 content,which means that the free electron density increases with Ti02content,resulting in the decrease of the resistivity of the ZnO ceramics.As theTi02 content higher than 1.8 m01%,the mean positron lifetime of the sampleincreases witIl Ti02 content,that is,the free electron density decreases,and theresistivity increases.2.The resistivity of the ZnO ceramics increases significantly after doping asmall amount of CuO,and it reaches a maximum value at 2.3 m01%CuO.Results obtained from positron lifetime measurements indicate that the additiona small amount of CuO into ZnO ceramics the mean positron lifetime increases,or the free electron density decreases,resulting in the increase of the resistivityof the ZnO ceramics.3.In comparison of the ratio curves of Cu and Zn obtained from thecoincidence Doppler broadening spectrum measurements it has been found that5.In comparison of the positron lifetime parameters and the electricalproperties of the ZnOTi02一Bi203一CuOMn02,ZnOTi02一Bi203一CuOCoz03and ZnO.Ti02.Bi203一CuOCr203 varistor ceramics,it found that the meanpositron lifetime of the ZnO-Ti02--Bi203--CuO-Cr203 varistor ceramics isrelatively long,or its free electron density is relatively low,corresponding to arelatively hi曲varistor voltage of this varistor;while the mean positron lifetimeof the ZnO.Ti02.Bi203-CuOC0203 varistor ceramics is relatively short,or itsfree electron density is relatively high,corresponding to a relatively low varistorvoltage E,a relatively low leakage current IL and a relatively high nonlinearcoefficient仅of this varistor.KEY WORDSvaristor ceramics;varistor voltage;leakage current;nonlinearcoefficient;positron annihilation techniques;dopantThis work was supported by the Nmional Natural Science Foundations of Chinaunder Grant No.5 1 06 1 002 and the Natural Science Foundations of Guangxiunder Grant No.20 1 0GXNSFD0 13036.V目录1.1概述.1.2 ZnO的基本特性1.2.1 ZnO的晶格结构1.2.2 ZnO的能带结构1.3 ZnO压敏效应原理及表征.1.3.1 ZnO压敏陶瓷的压敏特性1.3.2 ZnO压敏陶瓷的性能参数1.4 ZnO压敏陶瓷的相关理论.1.4.1 ZnO压敏陶瓷的显微结构.1.4.2 ZnO压敏陶瓷的导电机理1.5 ZnO压敏陶瓷的研究现状.1.6本课题的研究方法、内容和意义第二章正电子湮没谱学研究方法一112.1概j苤.112.2正电子湮没过程122.3正电子湮没实验方法.132.3.1正电子源.132.3.2正电子湮没寿命谱测量..152.3.3正电子湮没多普勒展宽谱测量..17第三章实验方法2 13.1引言.2 13.2制备工艺流程.213.3原料与工艺实验设备.22VI3.3.1实验原料。223.3.2实验设备。233.4实验样品的组成配方243.5电性能和微观结构测试.25第四章掺杂对ZnO压敏陶瓷电性能的影响.264.1引’占.264.2 Ti02掺杂对ZnO陶瓷电性能的影响274.2.1电性能测试结果一274.2.2扫描电镜SEM测试结果284.2.3结果分析与讨论。294.3 CuO掺杂对ZnO陶瓷电性能的影响294.3.1电性能测试结果..294.3.2结果分析与讨论304.4金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷电性能的影响3 14.4.1电性能测试结果314.4.2结果分析与讨论。324.5小结.32第五章ZnO压敏陶瓷的正电子湮没研究..345.1引言.345.2 Ti02掺杂对ZnO陶瓷正电子湮没寿命谱研究355.2.1实验结果355.2.2实验结果分析与讨论。365.3 CuO掺杂对ZnO陶瓷正电子湮没寿命谱研究.375.3.1实验结果375.3.2实验结果分析与讨论..385.4 CuO掺杂对ZnO陶瓷的符合Doppler展宽谱研究395.4.1实验结果。395.4.2实验结果分析与讨论..405.5金属氧化物掺杂对ZnO压敏陶瓷正电子湮没寿命谱研究405.5.1实验结果。40Ⅵ15.6第六章参考文致谢..硕士期
展开阅读全文
收藏
下载资源

加入会员免费下载





足球比分直播