摻雜ZnO導電粉體的制備及性能研究.pdf

1、摻雜ZnO導電粉因其具有較高的電導率，白度高，環(huán)保無毒等優(yōu)點，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。主要用于抗靜電領(lǐng)域，市場需求量與日俱增，具有很高的研究和應用價值。
　　 本論文主要研究摻雜ZnO導電粉體的制備工藝和導電機理，采用均相沉淀法，以硝酸鹽和尿素為主要原料，制備摻雜氧化鋅導電粉體；測試粉體導電性能，并利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、X光電子能譜(XPS)等檢測手段對導電粉體進行表征。
　　 研究了摻雜含量、

2、煅燒溫度、煅燒氣氛等工藝參數(shù)對單摻雜粉體導電性能和其他性能的影響。最佳工藝參數(shù)為：Al摻雜量為1.5％，500℃在氫氣氣氛下煅燒；電阻率為1.05×105Ω·cm，平均粒徑為8.6μm；Ga摻雜量為1.5％，500℃在氫氣氣氛下煅燒，電阻率為3.142×104Ω·cm，平均粒徑為2.638μm。
　　 研究結(jié)果表明，由于Al、Ga的摻雜，使氧化鋅導電電子的數(shù)量增加。摻雜離子對鋅離子的替代，使得離子鍵束縛價電子的能力下降，價電子被

3、激活為自由電子的數(shù)量增多，使得導帶底存在大量的過剩電子，使晶體內(nèi)部的載流子濃度增加，此外，摻雜形成了氧空位。隨著摻雜含量的增加，進入導帶的自由電子隨之增多，載流子密度增大，粉體電阻率下降。
　　 利用用正交實驗研究了Al、Ga共摻雜比例，水浴反應溫度，水浴反應時間，煅燒溫度對共摻雜氧化鋅粉末的導電性能和晶體結(jié)構(gòu)的影響。反應溫度和煅燒溫度為顯著性因素；XPS分析證明有A12p和Ga3d峰的存在，粉體的電阻率為3.3×104Ω·cm