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1. 研究目的与意义(文献综述)
压敏陶瓷是一种自身电阻随外加电压变化而变化的半导体陶瓷。在一定电压范围内压敏陶瓷电阻呈现高阻态,当外加电压超出所限定的范围后,压敏电阻自身阻值迅速减小,通过的电流以指数方式急剧增大。压敏电阻的典型特征就是这种非线性i-v特性。
直到近五六十年,随着半导体技术的发展,人们才真正意识到压敏材料的实际使用价值,压敏电阻也才被逐渐应用于各种领域。最早的压敏电阻是以sic材料制成的。但是由于sic和se等压敏电阻的非线性系数普遍比较差,不能满足新型电子技术的需要。此时,日本松下电器于1968年开始研究zno压敏材料。自从1969年matsuoka等人发现引入掺杂离子的zno具有压敏行为,人们对压敏电阻的认识和研究才开始取得较大的进展。在以后的十几年里,人们对zno压敏材料进行了深入、广泛的研究,到八十年代中后期,人们对zno压敏材料的实验和理论研究基本成熟。由于zno压敏电阻器具有造价低廉、非线性特性优良、响应速度快、漏电流小、通流容量大等优点,在近30多年间,作为压敏电阻器典型代表之一在通信、电力、家电和工业控制等诸多领域得到了广泛的应用,在压敏电阻器中占据主要地位,获得zno系的低压化成为了国内外研究的重点。
zno晶体最常见的结构是纤锌矿结构,zn2 与o2-配位数均为4,且100%的八面体空隙以及50%的四面体空隙均是空的,zno晶体易掺杂外来添加剂。例如,可以掺加bi2o3、bao、sro、pbo、pr2o3等促进zno压敏陶瓷形成晶界结构;掺加如co2o3、mno2、al2o3、ga2o3等改善zno压敏陶瓷电学性能的非线性特性;掺加如sb2o3、ce2o3、sio2等提高压敏陶瓷对电压负荷和环境的影响的稳定性。近些年来,由于稀土掺杂可提高zno压敏陶瓷的电位梯度和非线性系数,降低漏电流,这方面的研究也越来越被人们所关注。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
①.查阅不少于15篇相关文献资料,其中近5年英文文献不少于3篇,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-6周:按照设计方案,氧化锌原料的制备研究。
第7-11周:氧化锌压敏陶瓷的合成和压敏性能表征。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] xu d, song k, li yl, jiao l, zhong s j, ma j, bao l, zhang l, song j,et al.sc2o3 doped bi2o3-zno thin films varistor prepared by sol-gelmethod[j].journal of alloys and compounds,2018,746:314-319.
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[3] zang g z, wang j f,chen h c, su w b, wang h n, qi p,et al.effect of sc2o3 onthe electrical properties of (co, ta, cr)-doped sno2 varistors[j].physicab: condensed matter,2005,367(1-4):29-34.
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