还原再氧化工艺制备pr-zno基压敏陶瓷

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1、分类号学号M201272016学校代码10487密级硕士学位论文还原再氧化工艺制备Pr-ZnO基压敏陶瓷学位申请人：陈鹏远学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：周东祥教授答辩日期：2015年5月22日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPr-ZnObasedvaristorceramicspreparedbythereduction-reoxida

2、tionmethodCandidate:ChenPengyuanMajor:MicroelectronicsandsolidstateelectronicsSupervisor:Prof.ZhouDongxiangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集

3、体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在___________年解密后适

4、用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月华中科技大学硕士学位论文摘要叠层片式压敏电阻器具有非线性高、响应速度快、通流能力强等优点，在电路中可以起到过电压保护、吸收瞬间电压浪涌等作用。目前叠层片式压敏电阻器采用的内电极主要是贵金属Ag或Ag/Pd合金，使用贵金属不仅制造成本高，另外Ag在高温下容易渗入叠层而恶化压敏性能。而如果采用贱金属作为内电极，由于贱金属在传统的在空气气氛中烧结极易被氧化，影响其导电性。因此，本文通过还原再

5、氧化工艺制备出低电压的压敏陶瓷，即先在保护气氛烧结保护贱金属不被氧化，然后在空气中较低温度下热处理提升压敏性能。这种新的方法为制备叠层片式压敏电阻采用贱金属做电极提供了可能。首先研究了ZnO-Pr6O11-Co2O3-xMnO2材料在N2中烧结特性和电性能，发现N2中烧结后材料失重高、密度低、平均晶粒尺寸小、电阻率低。再氧化后材料可以获得压敏性能，并且在900℃范围内，再氧化温度升高材料的压敏性能持续上升。此外，烧结温度升高，出现由于密度上升而材料难以氧化的现象，最后在1230℃、MnO2掺杂量

6、为0.25mol%取得最佳压敏性能（压敏场强208V/mm，非线性系数11，漏电流15.4A）。液相高温挥发和冷却收缩给材料带来气孔和裂纹，可降低再氧化难度。所以又研究了可带来液相的助烧剂BN对制备工艺的影响，发现BN的最佳掺杂量为1.5mol%，再氧化温度和烧结温度分别降低至850℃和1193℃。850℃可使材料均匀氧化，更高温度氧化压敏性能趋于稳定（压敏场强151V/mm，非线性系数23，漏流3.7A）。受液相的作用，烧结温度对晶粒大小和电性能影响大幅提升。最后发现再氧化的作用主要包括：

7、（1）促进晶间相沿晶界分布，（2）晶界富集的氧可使晶界中锌填隙和氧空位的浓度降低，最终提高了势垒高度和材料的压敏性能。关键词：Pr-ZnO基压敏陶瓷还原再氧化N2助烧剂BNI华中科技大学硕士学位论文AbstractMultilayerchipvaristorsarewidelyusedinvoltageprotectionandinstantaneousvoltagesurgeabsorbingowingtoitspropertiesofhighnonlinearperformance,quic

8、kresponseandlargedischargecurrentcapability.Currently,noblemetalAgorAg/Pdalloyisusedasinnerelectrodesofmultilayerchipvaristors.However,thesenoblemetalscosttoomuchandAgwoulddeterioratethenonlinearpropertybypermeatingintolayersinthevaristorsathightempe