CoMnCr等掺杂ZnO陶瓷的合成及电磁性能

1、co、mn、cr等掺杂zno陶瓷的合成及电磁性能v班级 材料工程801v姓名 解文艳v指导教师 云斯宁 目录v研究背景及意义研究背景及意义v实验内容实验内容v结构与性能结构与性能v电磁性能电磁性能研究背景研究背景v 氧化锌是一种具有六方结构的自激活宽禁带半导体材料，使它具备了室温下短波长发光的有利条件；此外，氧化锌具有很高的导电性，具有很高的化学稳定性和耐高温性质；而且它的资源丰富，价格低廉，这些优点使它成为制备光电子器件的优良材料。 研究意义研究意义 低温固相化学法具有操作方便 工艺简单 反应过程不需要溶剂， 粉体不易团聚等优点，zno陶瓷具有光敏、气敏、压敏、热电、压电诸特性作为。陶瓷的上

2、述特性与添加物质,添加量,制作工艺有明显的依赖关系进一步对这种陶瓷开展掺杂改性研究，对发现新效应 ,开展新应用有着十分重要的意义。实验内容实验原料实验原料vzn(no3)2 6h2o（上海精密科学仪器有限公司）；vcr(no3)39h2o（上海精密科学仪器有限公司）；vco(no3)26h2o（上海精密科学仪器有限公司）；v聚乙烯醇（分析纯，纯度为99.99%） 仪器仪器vja5003型电子天平v量筒v球磨机v101-oa型电吹风干燥箱v小型液压机v自制模具co掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v 按照下表zn(no3)26h2o co(no3)26h2o的物质的量的百分含量称量原料。

3、zn(no3)26h2o(mol%) co(no3)26h2o (mol%) 第一组98.01.0 第二组 98.21.8 第三组98.51.5 第三组99.01.0co掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v在低温( 28 ) 条件下，将称量好的原料放入球磨罐 ，于电机转速为1400 r/min的条件下球磨反应体系30 min，得到固相反应产物，固相反应产物经洗涤干燥得到掺杂 zno 前体粉体 ，将其在450 热分解2 h得到掺杂zno粉体。co掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v将(pva)=5的聚乙烯醇（pva）溶液，按占掺杂zno粉体质量5的比例加入到低温固相化学法合成的掺

4、杂zno粉体中，经研磨30min，陈化12h后采用小型液压机进行加压成型，得到规格为11mm2mm的素坯，于100烘干24h后备用。此素坯在一定温度下烧结，并保温2h，制得zno压敏陶瓷。 cr掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备 按照下表zn(no3)2 6h2o 和cr(no3)39h2o的物质的量百分含量称量原料。 zn(no3)26h2o (mol%)cr(no3)39h2o (mol%)第一组 98.0 2.0第二组 98.2 1.8第三组 98.5 1.5 第四组 99.0 1.0cr掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备 在低温( 28 ) 条件下，将称量好的原料放入球

5、磨罐 ，于电机转速为1400 r/min的条件下球磨反应体系30 min，得到固相反应产物，固相反应产物经洗涤干燥得到掺杂 zno 前体粉体 ，将其在450 热分解2 h得到掺杂zno粉体。cr掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v v将(pva)=5的聚乙烯醇（pva）溶液，按占掺杂zno粉体质量5的比例加入到低温固相化学法合成的掺杂zno粉体中，经研磨30min，陈化12h后采用小型液压机进行加压成型，得到规格为11mm2mm的素坯，于100烘干24h后备用。此素坯在一定温度下烧结，并保温2h，制得zno压敏陶瓷。mn掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v按照不同zn(no3)

6、2 6h2o cr(no3)39h2o的物质的量百分含量称量原料。zn(no3)2 6h2o (mol%)mn(no3)6h2o (mol%)第一组98.02.0第二组98.21.8第三组98.51.5第四组99.01.0mn掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v在低温( 28 )条件下，将称量好的原料放入球磨罐 ，于电机转速为1 400 r/min的条件下球磨反应体系30 min，得到固相反应产物，固相反应产物经洗涤干燥得到掺杂 zno 前体粉体 ，将其在450 热分解2 h得到掺杂zno粉体。 mn掺杂掺杂zno压敏陶瓷的制备压敏陶瓷的制备v将(pva)=5的聚乙烯醇（pva）溶液，

7、按占掺杂zno粉体质量5的比例加入到低温固相化学法合成的掺杂zno粉体中，经研磨30min，陈化12h后采用小型液压机进行加压成型，得到规格为11mm2mm的素坯，于100烘干24h后备用。此素坯在一定温度下烧结，并保温2h，制得zno压敏陶瓷。性能表征性能表征v采用日本理学d/max-rb 型x 射线衍射仪测量粉体及压敏陶瓷的物相；v采用日本电子公司的jem-100cx 型透射电子显微镜和英国leos440 型立体扫描电子显微镜观察粉体的形貌；v采用英国leos440 型扫描电子显微镜观察zno 压敏陶瓷体的微观结构；v采用武汉嘉力电气技术有限公司生产的ybli氧化锌避雷器直流掺数测试仪。v

8、 结构与性能结构与性能v粉体的物相分析粉体的物相分析v对照采用低温固相化学法制备纯的zno压敏陶瓷粉体的xrd图，分析分别掺杂三种上述杂质的zno压敏陶瓷粉体的xrd图特征衍射峰是否与纯的zno压敏陶瓷粉体的xrd图特征衍射峰一致 ，如果一致，说明上述三种杂质固溶于zno压敏陶瓷粉体中，如果不一致，说明杂质加入过多。 v粉体的形貌和粒度分析粉体的形貌和粒度分析v利用低温固相化学法制备的掺杂 zno 粉体的电镜照片(sem图)，从图中可以分析颗粒的形状、粒度分布宽窄、粒径大小、分散性好坏。结构与性能结构与性能v zno陶瓷的粒度和发育陶瓷的粒度和发育情况分析情况分析v利用低温固相化学法合成的粉体在最佳烧结温度保温2 h制备的zno压敏陶瓷的断面扫描图(sem图)从图中可以分析zno陶瓷的粒度大小，而且可以分析陶瓷体的发育情况。vzno陶瓷相组成分陶瓷相组成分析析v利用低温固相化学法合成的粉体在最佳烧结温度保温2h制备的zno压敏陶瓷的xrd图，可以分析zno陶瓷相组成。 电性能电性能vzno压敏电阻最重要的电学性能就是所谓“三参数”：压敏电压梯度e