第七章 敏感陶瓷

1、类别：武器/2014名称：特别是间谍学号：联系方式：时间：2017年10月第7章敏感陶瓷7.2压敏陶瓷，主要内容：压敏半导体陶瓷的基本参数ZnO压敏半导体陶瓷ZnO压敏陶瓷的电导机制压敏陶瓷材料，技术和应用，压敏陶瓷的电阻值和加电压目前使用最广泛、性能最高的陶瓷压敏电阻是ZnO半导体陶瓷压敏电阻。7.2.1压敏电阻半导体陶瓷的基本参数(1)陶瓷压敏电阻的I-V特性，特定边界电压以下，压敏电阻陶瓷电阻值很高，电流很少。但是超过这个阈值电压，电阻就会急剧改变，电流就会流动。随着电压的轻微增加，电流迅速增加。图7-71 ZnO压敏电阻的I-V特性(图：小电流区域()称为预击穿区域中的电流区域()，具

2、有高非线性，在击穿区域以下的较小范围内，I-V特性为欧姆特性)。图7-72 ZnO压敏电阻不同温度下的I-V特性，屈服区域中的导电机制取决于隧道效应，受温度影响较小。电压v (v)，(2)非线性系数，结论：通常，当压敏电阻的电流为1毫安时，对应的电压是与v一起急速上升的I的电压大小的指示，以V1mA表示，称为减压电压。压敏电阻是根据应用要求选择压敏电阻的重要参数，且(3)材料常数c，(4)泄漏电流，压敏电阻的线路，设备和设备正常运行时流动的过电压电阻器的电流称为泄漏电流。压敏电阻稳定工作，泄漏电流必须尽可能小。泄漏电流的大小与材料的赵寅成、制造工艺、电压和温度有关。(5)电压温度系数，压敏电阻

3、的减压电压随温度升高而降低的电压温度系数是测量温度特性的参数。在指定的温度范围和零功率条件下，每个温度变化的1压敏电阻的相对变化率称为压敏电阻的电压温度系数。(6)应力、热应力和压缩应力等应用的应力导致特性恶化的压敏电阻的变形和通过流。压力探测器长期受交流、直流负载或高浪涌电流负载的冲击影响，导致变形后I-V特性恶化，预破坏区域的I-V特性曲线向大电流方向移动，从而增加泄漏电流，减少减压电压。变态发生在在线和预破坏区域，不影响击穿电压以上的特性。变化增加压敏电阻的泄漏电流，降低减压电压。随着负荷时间的增加，变形效果加深。变态现象不同于外部电场的形式(AC、DC或脉冲)。一些工程师认为离子迁移是

4、ZnO压敏电阻蜕变的主要原因。还不能完全消除蜕变。流量(通过流):满足V1mA下降要求的压敏电阻可承受的最大冲击电流(根据指定波形)称为压敏电阻的流量或通过流。压敏电阻的通过流与材料的化学成分、制造工艺及其几何尺寸有关。(7)残余压力比，(7.2.2 ZnO压敏半导体陶瓷，(1)ZnO的晶体结构，(2)ZnO的波段结构和缺陷，(ZnO是n型半导体，也称为电子半导体)。n型半导体是具有比共点浓度大得多的自由电子浓度的杂质半导体，是电子导电性重点的半导体。ZnO晶体中的点缺陷主要是前端缺陷，而不是肖特基缺陷，ZnO半导体陶瓷的电导率受杂质影响很大，掺杂金属氧化物以提高材料的特性是常用方法。ZnO半

5、导体陶瓷的电导率与杂质的种类、杂质在基体中的位置和烧结时的气氛有关。掺杂可以提高ZnO压敏电阻的性能稳定性和非线性系数。杂质对电导率的影响也与杂质的种类和在气质中的位置、烧结气氛有关。(4)工艺条件对ZnO压敏电阻性能的影响，使用粉碎设备混合粉碎材料，喷雾造粒，干压成型后在空气气氛中燃烧。，(5)ZnO压敏半导体陶瓷赵寅成，ZnO压敏电阻半导体陶瓷相赵寅成及其化学成分，工艺条件。含Bi的ZnO压敏陶瓷(Bi系列)主要由ZnO、尖晶石和Bi组成。相被定义为系统的物理和化学特性统一的部分。相，可以由纯物质组成，也可以由混合物和溶解体组成，可以是气体、液体、固体等徐璐其他形式的聚集状态，相之间存在界

6、面。ZnO压敏陶瓷的非线性是晶界和ZnO模共同作用的结果，ZnO模I-V特性的影响，尤其是高电流，不能忽略。也就是说，从某种意义上说，ZnO粒子的电压降更具决定性的作用。7.2.3 ZnO压敏陶瓷的电导机制，(1)ZnO压敏电阻的I-V特性，()预制动区()预制动区()恢复区，预制动区()在外部电压低于压敏电阻时产生高非线性效应之前，压敏电阻主要是晶界产生的高电阻特性当外部电压到达压敏电阻时，在局部区域()，电阻随着电压的增加而急剧减少，晶界屏障逐渐破坏。压敏电阻由ZnO半导体陶瓷的晶系特性控制，具体取决于预击穿区和击穿区的特性。在恢复区，压敏电阻的特性由粒子特性控制。热电子发射加热金属，其中

7、很多电子为了克服表面障碍，逸出现象类似气体分子，金属内的自由电子以恒定速度分布，进行不规则的热运动。在逆偏压下，流向障碍物右侧的电子有从左侧ZnO结晶导带中逸出的电子和从晶界中衰变电子逸出的电子，推力为热。(2) ZnO压敏陶瓷是由ZnO晶粒和围绕ZnO晶粒的三维富固溶体骨架组成的微结构特征，称为晶相。ZnO压敏电阻特性取决于半导体晶粒、晶界和晶界结构。(3)杂质对电导率的影响，(4)晶界屏障模型，肖特基势垒是指二极管具有整流特性的金属-半导体接触。在金属-半导体边界形成的配对区域。7.2.4压敏电阻陶瓷材料，工艺和应用，(1)种子结晶法ZnO低压压敏电阻陶瓷，(2)TiO2压敏电阻陶瓷，(3

8、)SrTiO3压敏电阻陶瓷，(7.2.4.1新型压敏电阻陶瓷材料，(1)种子结晶法ZnO低压压敏电阻陶瓷，(2)，ZnO压敏陶瓷电阻的低压途径主要是减小压敏电阻的厚度；增加粒子的平均粒子大小。在压敏陶瓷的每个粒子边界降低压敏电压。(2)TiO2压敏陶瓷，TiO2低压压敏电阻以TiO2为主要成分，成分中TiO2为95%以上的锐钛矿TiO2粉末，其他少量添加Ba(NO3)2和Nb(HC2O4)5。TiO2线压敏电阻陶瓷的特点是生产工艺比较简单，成本低，载流量及电容量均高于ZnO。电压化比较容易实现，因此低压电阻器中性能优良是最明显的。(3)SrTiO3压敏陶瓷、压敏电阻的应用，电子设备的过电压保护交流输出线的防雷直流电源线的防雷整流设备的操作过电压保护继电器触点和线圈的保护晶体管的