Sb2O5掺杂对SnO2压敏电阻综合电气特性的影响

作者：刘冬季; 王雪芹; 侯梦实; 程宽; 赵洪峰

来源：电瓷避雷器, 2021, (04): 55-61.

DOI：10.16188/j.isa.1003-8337.2021.04.009

• SnO2
• 压敏电阻
• 电气特性
• 残压比
• 肖特基势垒

金属氧化物避雷器是电力系统绝缘配合中的关键设备,避雷器的核心元件是压敏电阻。研究了一种新型的SnO2压敏电阻材料。为了进一步的改善SnO2压敏电阻的综合电气特性,研究了Sb2O5的掺杂对SnO2压敏电阻的微观结构和电气特性的影响。随着Sb5+掺杂量的逐渐增加,一方面Sb5+通过固溶在SnO2晶格中,从而产生大量的自由电子,大大降低了在大电流区SnO2的晶粒电阻率,使得残压比得到了有效抑制;另一方面增加了界面态密度Ni,改善晶界面上的肖特基势垒高度b,提高了SnO2压敏电阻的非线性系数,同时也抑制了泄漏电流。由于在高温环境下Sb5+很不稳定一部分会分解成Sb3+,而Sb3+主要分布在SnO2晶粒的周围,通过抑制SnO2晶粒的生长来提高电压梯度。当Sb5+的掺杂浓度(摩尔分数)为0.02%时,获得了最低残压比1.78,其电压梯度为418.7 V/mm,非线性系数为34.2,泄漏电流为7.2μA/cm2。

• 单位
  中交第三公路工程局有限公司; 新疆大学