铝掺杂对氧化锌压敏陶瓷电性能的影响

摘要： 研究了微量铝(Al)掺杂对氧化锌(ZnO)压敏陶瓷显微结构、电性能和本征点缺陷浓度等方面的影响及其作用机理。研究结果表明, 介电损耗峰值能够在一定程度上反映ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度, 微量Al掺杂能够引起ZnO压敏陶瓷本征点缺陷浓度的显著降低。氧空位缺陷对应的损耗峰峰值从88.82下降到1.74, 锌填隙缺陷对应的损耗峰峰值从133.38下降到8.14。随着Al掺杂量的增加, ZnO压敏陶瓷平均晶粒尺寸从9.15 μm逐渐下降到6.24 μm, 而压敏电压从235 V/mm逐渐提高到292 V/mm。可见Al掺杂抑制了ZnO压敏陶瓷中本征点缺陷的形成, 而本征缺陷浓度的降低导致材料显微结构和电性能发生明显变化。本文阐述了Al掺杂对ZnO压敏陶瓷本征缺陷的影响机理, 建立了ZnO压敏陶瓷显微形貌、电性能、介电性能和本征点缺陷之间的联系。