包覆形成的核壳结构对ZnO压敏电阻的改性机制

作者：王超凡; 何俊佳^*; 张小旋; 付志瑶; 宋丽

来源：高电压技术, 2023, 49(01): 215-225.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20220312

• 氧化锌
• 压敏电阻
• 表面包覆
• 核壳结构
• 电气性能
• 晶界势垒

ZnO压敏电阻的性能，直接决定了避雷器的保护水平和电力系统的绝缘水平。为实现ZnO压敏电阻综合性能的优化，通过溶胶凝胶法将SiO2均匀包覆在ZnO颗粒表面，获得了具备明显核壳结构的粉体颗粒。当Si4+/Zn2+包覆摩尔比为0.075时，在1050℃下所烧结制备的ZnO压敏电阻，电位梯度可达651.37 V/mm，相较于未包覆样品提升115.6%；非线性系数可达73.02，提升104.5%；泄漏电流密度为0.73μA/cm2，降低77.5%。基于不同样品晶相测试结果中的区别，结合宏观电学性能、微观晶界势垒特性、介电响应特性等方面的差异，研究了包覆所形成的ZnO@SiO2核壳结构对ZnO压敏电阻性能改善的晶粒生长控制机制、固溶反应机制和氧输运机制。

• 单位
  国网湖南省电力公司防灾减灾中心; 强电磁工程与新技术国家重点实验室; 国家电网有限公司; 华中科技大学