金屬氧化物陶瓷-銀復合材料的電學性能研究.pdf

1、本文通過傳統(tǒng)的陶瓷工藝在較低的溫度（<1000oC）下制備了四種不同體系的以ZnO陶瓷為基體的ZnO陶瓷/Ag復合材料。主要考察和討論了四種復合材料的電學性能及相關問題。樣品密度和線性收縮率測試結果表明：Ag2O有利于復合材料的燒結，提高復合材料的致密度。微結構和能譜分析表明，與Ag混合燒結的復合材料中的大尺寸銀粒子中及其附近存在氣孔和縫隙；而與Ag2O混合燒結的復合材料的結構非常致密，極小顆粒的銀粒子沉積在陶瓷的晶粒間界處。這些事實說

2、明，與Ag相比，Ag2O有利于復合材料的燒結。成分分析表明，不管是與Ag混合燒結的復合材料還是與Ag2O混合燒結的復合材料中，除了ZnO陶瓷相（ZnO主晶相、尖晶石相、富鉍相等）和銀晶相之外，沒有發(fā)現(xiàn)銀的化合相存在，這與四種復合材料的電導率都隨著銀含量的增加而逐漸增加的事實是相符的。I－V測試表明，四種復合材料的電阻率均在銀的含量為25﹪～35﹪時出現(xiàn)突變，有介電型變?yōu)閷щ娦?；在銀的含量介于14﹪～25﹪時，四種復合材料在300V左右均

3、表現(xiàn)出非線性系數(shù)和非線性電壓不同的I－V非線性，更讓人感興趣的是，隨著銀的含量的增加，復合材料的I－V非線性電壓逐漸降低，這使得我們僅僅通過控制銀在ZnO陶瓷中的含量來制備具有不同非線性電壓的ZnO壓敏陶瓷成為可能。三種不同的摻雜ZnO粉與銀（Ag、Ag2O）混合燒結的復合材料的介電測試表明，與同條件下制備的ZnO陶瓷相比，金屬銀的添加有利于改善ZnO陶瓷的介電行為，尤其是在銀的含量處于一定數(shù)值范圍（～20﹪－30﹪）時，復合材料的介電

4、常數(shù)會出現(xiàn)激增的現(xiàn)象，而相應的介電損耗因子變化卻很小，基本保持在同一水準，這使得復合材料在電容－壓敏元件方面有一定應用潛力。當然不同的制備條件（如燒結時間）和不同的工作環(huán)境（如環(huán)境溫度）對復合材料的上述電學性能也有著極大的影響，在本文也給了相應的簡單研究。同時本文另一個重要的工作是，通過粉末冶金法制備了銀基AgZnO/AgZnO-CdO/AgCdO疊層材料和AgSnO2梯度觸頭材料，這種設計方法從功能梯度的角度出發(fā)，更準確地考慮到了電接