添加稀土氧化物的氧化锌压敏阀片的制备工艺及其参数优化

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添加稀土氧化物的氧化锌压敏阀片的制备工艺及其参数优化
氧化锌压敏阀片的制造工艺和一般电子陶瓷的制造工艺大致相同，但也有它的特殊性。由于压敏电阻阀片具有高电阻非线性，微观结构的不均匀性，都将显著地影响其性能的不均匀，使其电阻非线性、通流容量和寿命特性降低。因此在压敏阀片的制造过程中，严格地控制工艺是提高其性能的关键。氧化锌压敏阀片的工艺过程主要包括混合、干燥、预烧、造粒、成型和烧成。胚体在高温下发生一系列物理化学变化，形成预期的化学组成和微观结构的烧结体，这一工艺过程称为烧结。为了得到性能良好难得烧结体，必须制定正确的烧结制度，因此烧成是工艺过程的重要环节。本章主要研究影响烧结质量的几个主要工艺参数并对其进行优化。
分析烧结温度对氧化锌压敏阀片性能的影响，提高烧结温度，有利于液相的重结晶，会促进晶粒长大，晶粒越大压敏电位梯度越低，因此随着烧结温度的提高，电位梯度一直呈下降趋势。另外随烧结温度提高，氧化锌粒长大，晶粒分布更加均匀，晶粒线度趋于一致，气孔减少，内部结构更加致密，所以压比降低，非线性提高。如果继续提高烧结温度，由于Bi2O3和Sb2O3大量挥发，会破坏一部分合适的晶界结构（即耗尽层破坏），晶界越来越薄，使得电阻率下降，所以压比升高，非线性系数急剧下降，其他电性能也出现劣化。
本章小结
(1) 综合考虑压敏阀片的主要电性能指标（压敏电位梯高度，压比低），对烧结温度工艺参数进行优化后得到结论：烧结温度为11500C时电位梯度较高，而压比最小，因此确定11500C作为最佳烧结温度。
(2) 综合考虑压敏阀片的主要电性能参数（电位梯高度，压比低），对保温时间工艺参数进行优化后得到结论：保温时间为2.5小时时电位梯度较高，压比最低，因此确定2.5小时为最佳保温时间。
(3) 对升温方式工艺参数进行优化后得到结论：随炉缓慢升温的试样的电位梯度高于到11500C后再加入试样的电位梯度，非线性系数和其他电性能也优于后者，因此确定随炉连续缓慢升温为最佳生物方式。
(4) 对冷却方式工艺参数进行优化后得到结论：炉冷试样的压敏电压、电位梯度、压比、非线性系数等各项电性能指标均优于空冷试样，因此确定随炉缓冷作为最佳冷却方式。

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