Cr2O3对 ZnO-Bi2O3基高压压敏 陶瓷性能的影响

• 作者: 桂阳海 涂远生 田宽 郭会师 黄海 张心华
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: ZnO压敏陶瓷 Cr2O3掺杂 微观结构 电气性能 阻抗性能
• 年，卷（期）: 2024,（4）
• 页码范围: 54-60
• 页数: 7页
• 语种: 中文

摘要

采用固相烧结法制备ZnO-Bi2O3-Co2O3-NiO-Mn3O4-SiO2-Cr2O3压敏陶瓷，研究不同掺杂量的Cr2O3对ZnO压敏陶瓷的微观结构和电气性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及电化学工作站分别对样品的物相、微观形貌及电性能进行表征。结果表明：Cr2O3的加入不仅具有抑制ZnO晶粒异常生长和提升晶粒均匀分布的作用，而且能显著降低ZnO晶粒电阻，增加晶界电阻。在Cr2O3添加量为0%～0.21%(摩尔分数，下同)范围内，随着添加量的增大，压敏陶瓷的非线性系数表现为先增加后减小。当Cr2O3掺杂量为0.14%时，ZnO压敏陶瓷具有优异的电气性能：电位梯度E1 mA=216 V·mm-1、泄漏电流JL=0.36μA·cm-2、非线性系数α=25、残压比K=1.815、老化系数Kct=0.647。此外，该压敏陶瓷在4/10μs波形下100 kA脉冲电流冲击2次后U1 mA仍保持为初始的96.75%，表现出良好的冲击稳定性，在配电系统避雷器中具有巨大的应用潜力。