多元施主掺杂对直流ZnO压敏陶瓷结构与电气性能的影响

作者：程宽; 赵洪峰^*; 周远翔

来源：材料工程, 2022, 50(08): 153-159.

• 表面态密度
• 晶粒
• 电导率
• 残压比

采用传统的陶瓷烧结工艺制备B_2O_3,In_2O_3,Al_2O_3多元施主掺杂的直流ZnO压敏陶瓷样品，考察不同掺杂比(0.1%～0.4%,摩尔分数)的B_2O_3对直流ZnO压敏陶瓷样品微观结构和电气性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱及数字源表等分别对样品的物相、微观形貌、成分及电性能进行表征。结果表明，多元施主掺杂剂(Al_2O_3,In_2O_3和B_2O_3)的共掺杂明显改善直流ZnO压敏陶瓷的综合性能，其中，Al~(3+)提高样品的电导率，降低样品的残压比；In~(3+)通过钉扎效应限制晶粒的生长，改善样品的电压梯度；B~(3+)的掺杂增加样品的表面态密度，提高势垒高度并有效抑制泄漏电流的增加。B_2O_3掺杂量为0.3%时，样品的综合性能最优：电压梯度为486 V/mm,泄漏电流密度为0.58μA/cm~2,非线性系数为85,残压比为1.55。

• 单位
  清华大学; 新疆大学; 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室; 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室