PrMnO3前驅(qū)體對(duì)ZnO-Pr6O11基壓敏陶的影響.pdf

1、ZnO基壓敏電阻以ZnO-Bi2O3(ZnBiO)基壓敏陶瓷為主要原料制備,是目前應(yīng)用最廣泛的壓敏電阻,用于幾乎所有電路的過壓保護(hù)。與ZnBiO基壓敏陶瓷相比,ZnO-Pr6O11(ZnPrO)基壓敏陶瓷具有組分相對(duì)簡單、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗老化特性優(yōu)良等特點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)。和傳統(tǒng)ZnBiO基壓敏陶瓷一樣,ZnPrO基壓敏陶瓷這些突出的功能特性同樣依靠摻雜Cr2O3、Co2O3及MnO2等摻雜來實(shí)現(xiàn)。探索摻雜影響機(jī)理的研究也因此成為ZnPr

2、O基壓敏陶瓷研究及應(yīng)用的基礎(chǔ)。ZnPrO基壓敏陶瓷中添加MnO2時(shí),晶界上易形成鈣鈦礦型PrMnO3顆粒相。然而,Mn以這種化合物形式添加時(shí)對(duì)ZnPrO系壓敏陶瓷的影響機(jī)理尚不清楚,因此,本論文首先采用固相合成法制備出了純相PrMnO3前驅(qū)體,并在保證Pr摻雜量為3mol％不變的基礎(chǔ)上,研究了PrMnO3前驅(qū)體在0.25~1mol%范圍內(nèi)對(duì)所制備出的ZnPrO基壓敏陶瓷的影響,同時(shí)采用唯象晶體生長動(dòng)力學(xué)方法研究PrMnO3前驅(qū)體摻雜Zn

3、PrO基壓敏陶瓷在燒結(jié)過程中晶粒的生長機(jī)理。最后,對(duì)比分析了Mn以MnO2、MnCO3和PrMnO3三種不同氧化物形式摻雜對(duì)ZnPrO基壓敏陶瓷的相對(duì)密度、相組成、顯微形貌及電性能等的影響。研究結(jié)果表明:
　　在所研究的燒結(jié)溫度(1250~1350℃)、摻雜量(0.25~1mol%)及保溫時(shí)間(1~6h)范圍內(nèi),0.25mol%PrMnO3前驅(qū)體摻雜ZnPrO基壓敏陶瓷在燒結(jié)溫度為1300℃時(shí)保溫1h,可以獲得致密度高、顯微結(jié)構(gòu)均

4、勻、平均晶粒尺寸大并具有相對(duì)優(yōu)良的電學(xué)特性的ZnPrO基壓敏陶瓷。
　　在燒結(jié)溫度為1300℃下分別保溫1,2,4,6小時(shí),得出了隨著PrMnO3前驅(qū)體摻雜量的增加,晶粒生長動(dòng)力學(xué)指數(shù)n從3.73增加到4.67,激活能Q值變化范圍為231.2~497.1KJ/mol的結(jié)果,確定在摻雜PrMnO3前驅(qū)體的ZnPrO基壓敏陶瓷在燒結(jié)過程中,ZnO晶粒生長機(jī)制主要是液相傳質(zhì)和顆粒相“釘扎”作用共同影響的。
　　Mn以三種不同形式的