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主题:陶瓷 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-03-14

陶瓷论文范文

论文

目录

  1. 第一篇陶瓷论文范文参考:聚烯烃隔膜多巴胺改性及PVDF-HFP陶瓷隔膜制备和性能研究
  2. 第二篇陶瓷论文样文:膜蒸馏海水淡化和油水分离用疏水多孔陶瓷膜研究
  3. 第三篇陶瓷论文范文模板:古代中国外销瓷与东南亚陶瓷发展关系研究
  4. 第四篇陶瓷论文范例:碳纳米颗粒改性碳化硅陶瓷基复合材料的制备及其性能研究
  5. 第五篇陶瓷论文范文格式:氧化物压敏陶瓷晶界特性与宏观电性能的关系

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第一篇陶瓷论文范文参考:聚烯烃隔膜多巴胺改性及PVDF-HFP陶瓷隔膜制备和性能研究

纯电动汽车(EV)及混合电动汽车(HEV)的快速发展,对车用储能方式提出了更高的要求.同时,进一步促进了锂离子电池、金属空气电池、燃料电池及其相关电池材料的发展.虽然,锂离子电池相对安全,但是在实际使用过程中暴露出来的极少数的燃烧、爆炸等安全性问题,也限制了其发展和使用.隔膜,作为锂离子电池的关键安全部件,具有丰富的孔道结构,其作用是阻断正极、负极活性物质的接触,传输锂离子电池的锂离子.目前,锂离子电池商品化隔膜多为PP、PE、PP/PE/PP材料,但是其缺点是聚烯烃材料的电解液保液性差,不利于提高电池的大功率放电性能.另外,聚烯烃材料的耐热性较差.PE隔膜的闭孔温度为135℃左右,高于这一温度后隔膜孔道闭合,锂离子不能通行,电池不能对外放电;PP隔膜耐热性稍好,但是温度超过165℃时,PP隔膜收缩,电池正负极接触剧烈放热,电池存在安全隐患.因此,热性能相对较差,也是隔膜存在的问题之一.

本文从改善隔膜的吸液性和耐热性角度出发,采用浸渍法对聚烯烃隔膜进行聚多巴胺改性研究来提高隔膜的吸液率,采用相转移法制备PVDF-HFP陶瓷隔膜,提高隔膜的耐热性能.同时,采用流延法制备了五种无纺布PET陶瓷隔膜,以提高隔膜的阻燃性能.探索性地采用静电纺丝法制备了PVDF-HFP纤维隔膜,采用同轴静电纺丝法制备了具有核壳结构的PET/PVDF-HFP纤维隔膜,并对隔膜及电池性能进行了相关研究.本文的主要研究内容和成果如下:

1.采用聚多巴胺Tris溶液表面改性聚烯烃隔膜,以提高聚烯烃隔膜与电解液的润湿效果,从而提高电池的倍率特性.研究表明,多巴胺在碱性条件下容易在隔膜表面自聚合成粒径均匀、具有较大比表面积的聚多巴胺纳米颗粒,聚多巴胺涂层可以明显降低隔膜与电解液的接触角,实现电解液在隔膜表面的有效铺展,从而提高隔膜的亲液性能.聚多巴胺改性PP隔膜的离子电导率达到3.08mS/cm,是PP隔膜离子电导率的2.4倍,且聚多巴胺对PP隔膜的改性效果明显优于PE隔膜.经扣式半电池测试表明,多巴胺改性PP隔膜组装电池在3.0C放电倍率下,电池的放电容量较未改性隔膜组装的电池提高了270%.

2.采用相转移法制备陶瓷复合PVDF-HFP隔膜,其热收缩率小于5%(200℃,1h)优于聚烯烃隔膜,有利于电池安全性能的提高.本文首次尝试将Al2O3和Al2(SO4)3(简称ASO,其中Al2(SO4)3含量为5%)组成的二元填料加入PVDF-HFP隔膜中,实验表明该隔膜具有较宽的电化学窗口,可以在锂离子电池体系中广泛使用.陶瓷粒子可以提高PVDF-HFP隔膜的离子传导能力,当ASO含量为15%时,电池具有较好的倍率放电性能.造孔剂对隔膜孔道结构及表面形貌影响显著,正丁醇和水作为造孔剂,可以显著提高PVDF-HFP的造孔效果.

3.采用聚多巴胺Tris溶液包覆Al2O3颗粒,形成核壳结构,并通过相转移法制备Al2O3(改性)/PVDF-HFP隔膜.研究表明,聚多巴胺溶液的浓度直接影响Al2O3外部聚多巴胺(壳)的厚度,并直接影响隔膜的孔隙率.低浓度聚多巴胺溶液处理Al2O3制备的隔膜具有较高的孔隙率,电池具有较高的放电容量.Al2O3、SiO2陶瓷颗粒可以提高PVDF-HFP隔膜的耐热收缩性,且陶瓷含量增加,耐热性增强,但拉伸强度及断裂伸长率明显降低.陶瓷在PVDF-HFP中的掺杂有最优比例.陶瓷含量过高,隔膜的吸液率和电池的高倍率性能反而下降.

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4.采用PET纤维无纺布作为基底支撑材料,PVDF-HFP作为粘结剂,制备SiO2-PET、LLTO-PET、Al2O3-PET、YSZ-PET和BaTiO3-PET五种隔膜.实验表明,PET无纺布具有优异的阻燃特性,可以显著提高隔膜的机械强度及耐热性能,其中BaTiO3-PET隔膜的耐热性能更为突出.五种隔膜与多种电解液体系具有较好的相容性和润湿性,电池均具有较好的倍率特性及循环特性,其中SiO2-PET隔膜组装电池的性能最优.

5.初步探索了针头法静电纺丝和高压静电梭静电纺丝方法制备PVDF-HFP隔膜.相对于高压静电梭静电纺丝法,针头法纺丝速度较快,丝径较细.但高压静电梭法的优点是,不存在聚合物浆料阻塞针管,不出丝的问题.同时,采用同轴静电纺丝法成功开发了一种具有熔断保护功能,具有核壳结构的PVDF-HFP/PET纤维隔膜.

6.将氧化石墨烯(GO)掺杂到PVDF-HFP聚合物中,采用相转移法制备隔膜.试验表明,GO掺杂可以提高PVDF-HFP隔膜的耐热收缩特性,并且可以显著提高电池的放电性能.实验表明,GO/PVDF-HFP隔膜组装的电池在4C倍率下放电,容量可以达到85mAh/g,是PVDF-HFP隔膜的3.4倍.

第二篇陶瓷论文样文:膜蒸馏海水淡化和油水分离用疏水多孔陶瓷膜研究

自问世以来,膜分离技术迅速发展,已经在石油化工、能源、食品和生物工程等领域得到广泛应用,成为当今最为重要的分离技术之一.随着膜分离技术的发展,对膜材料的通量、稳定性、分离效率的要求也日趋苛刻.本实验室的前期研究工作表明,陶瓷膜(Al2O3、YSZ等)具有优于高分子膜的化学、热稳定性以及与之可比的膜蒸馏海水淡化性能.本论文在此基础上,围绕陶瓷膜的制备、表面修饰、海水淡化和油水分离性能开展了一系列的研究工作.

第一章为全文综述,首先介绍了多孔陶瓷膜的概念,包括膜结构、膜过程、膜制备和膜表征:接着概述了现有的海水淡化和油水分离的技术,评估了膜分离方法的研究现状;最后提出了本论文的研究思路和主要内容.

第二章研究了多孔陶瓷膜的相转化成型和表面改性方法.采用相转化成型的陶瓷膜包含海绵层和指状孔层.海绵层含有亚微米孔,厚度较小,因此可以作为起分离作用的功能层,而指状孔层含有孔径为数十微米的直孔,沿膜厚方向排列,传质阻力小,同时其厚度较大,因此为分离功能层提供力学支撑.通过在陶瓷膜表面嫁接氟硅烷,使得膜表面的纯水接触角从46°,增至135°,.采用水热法在陶瓷膜表面生长了ZnO纳米柱,然后在其上嫁接氟硅烷,获得了接触角大于150°,的超疏水表面.

第三章研究了氟硅烷分子在陶瓷表面的结合方式以及膜表面疏水层的稳定性.采用热重和红外光谱分析证实陶瓷表面含有氟硅烷,其中大部分氟硅烷以物理吸附方式附着在陶瓷表面,采用高分辨率X光电子能谱分析揭示部分氟硅烷分子为化学吸附,即通过Si-O-M化学键嫁接到陶瓷表面.实验表明:膜表面的氟硅烷疏水层在空气中能长时间保持稳定,在水和乙醇中则会缓慢流失.热分析表明:疏水陶瓷膜的工作温度应低于200℃,温度过高将导致氟硅烷修饰层破坏.

第四章研究了基于平板状疏水陶瓷膜的膜蒸馏盐水淡化过程.采用相转化流延-高温烧结-表面嫁接氟硅烷制备多孔氧化铝膜,其透气性能优异,氮气渗透率高达1.0×,106Lm-2hbar-1.由于陶瓷膜表面呈疏水性,允许水蒸气通过,而液态水及其所含的非挥发性物质无法透过,因此可以用于膜蒸馏盐水淡化.采用陶瓷膜进行膜蒸馏盐水淡化实验,将膜的一侧与浓度为2wt.%的NaCl热溶液(80℃)接触,另一侧与冷凝水(20℃)直接接触,测得水渗透通量为19.1Lm-2h-1,盐的截留率大于99.5%.疏水性陶瓷膜显示出良好的盐水淡化性能,与高分子膜可比,并且其稳定性优于后者.第五章受自然界中存在的“荷叶效应”(抗污染、自清洁)启发,提出通过在陶瓷膜表面构建超疏水层,以增强盐水淡化用陶瓷膜的抗污染性能.采用第二章所述方法制备了超疏水氧化铝中空纤维膜,采用该陶瓷膜进行膜蒸馏盐水淡化实验,发现其水通量和截盐率随时间降低的幅度显著低于常规疏水膜,证实超疏水膜具有更好的抗污染性能.

第六章研究了多孔陶瓷的油水分离性能.采用相转化成型方法制备了多孔氧化铝平板膜,包含上下贯通的指状孔,孔道直径沿厚度方向呈梯度变化,上表面孔径约15~301μm,下表面约80~100μm.由于该陶瓷膜为亲水疏油性(水接触角为0°,,水下油接触角约130°,),纯水能够顺利透过,通量高达12.6Lm-2s-1kPa-1,油性物质无法渗透,辛烷截止压力为1.1kPa,采用该陶瓷膜进行油水分离试验(辛烷与水体积比30:70),分离效率达96.0%.氟硅烷改性后的氧化铝膜表面转变为疏水亲油性(辛烷接触角为0°,,水接触角约为146°,),辛烷通量高达12.7Lm-2s-1kPa-1,纯水截止压力为3.2kPa,采用改性后的膜进行油水分离试验(辛烷与水体积比70:30),分离效率达99.5%.由于制备的陶瓷膜具有很小的传质阻力,因此可利用料液自身的重量作为驱动力实现油水分离,能耗低,操作简单,可望大幅度降低油水分离的成本.

第七章对本论文工作进行了总结,并提出了改进,对今后的研究工作进行了展望.

第三篇陶瓷论文范文模板:古代中国外销瓷与东南亚陶瓷发展关系研究

除了某些特定的时期(如明初推行朝贡体制,郑和下西洋),我国陶瓷的大规模海上输出主要是通过民间私人的海外贸易活动进行的,它的兴衰直接受到不同时期的政府对外贸易的态度影响,或开放和宽容,或限制和排斥.因此,我国瓷器的海上对外输出活动,具有明显的阶段性.在不同的历史时期,外销瓷既受到自身生产水平的限制,同时也受到同时代海外贸易政策等外界因素的影响.

瓷器是古代中国的一项重大发明,在对外输出的活动中起着重要的媒介作用.东南亚作为古代中国瓷器外销的重要市场之一,中国瓷器对当地的影响是深远的.但当前较多的著作、论文只是关注某一个方面,而对中国古外销瓷与东南亚陶瓷发展关系较少涉及或只是蜻蜒点水般提及.全面对中国与东南亚地区的陶瓷文化交流情况的研究较少,尚有较为广阔的空间.本论文结合海交史、中外关系史等内容,从美术考古与艺术史的角度,并吸收考古资料、文献资料等多种资源对中国古外销瓷与东南亚陶瓷进行比较性的研究,即是结合不同历史背景,从多角度对古代中国不同时期外销东南亚的陶瓷及对东南亚造成的影响进行综合性探讨.本论文着重发掘中国外销瓷对东南亚制瓷工艺方面的影响,试图解读我国外销瓷与东南亚陶瓷之间的关联.通过对不同阶段特征的归纳,找寻古代中国瓷器外销东南亚,对其社会造成的影响,以及背后所体现的历史、经济、文化因素.同时,以各个历史朝代为界限,通过对陶瓷考古资料的综合整理和研究,对我国各个不同历史阶段外销东南亚的陶瓷情况进行相对全面的梳理.本论文的主要内容如下:

唐、五代,是中国陶瓷外销东南亚的第一个高峰期.早在汉时期,中国产的陶瓷器在人们的日常交往中已被带到了东南亚.国外虽出土了不少唐以前的中国瓷器,但是这并不是有意的贸易行为所致.唐朝开始,陶瓷开始有规模地输出东南亚,为东南亚当地人的日常生活提供便利,并与当地社会的出生、结婚、死亡等重大事件有密切联系,深受当地人们的欢迎.9世纪前后创烧的高棉陶瓷的烧制技术是多方影响的结果.在东南亚一些深受印度教影响的古寺庙、古佛塔的浮雕上,我们可以发现一些与高棉瓷器形相似的器物.而中国陶瓷在9~10世纪才首次大量涌入东南亚.高棉瓷的起源很可能是受到印度的影响,在发展的过程中也吸收了古代中国先进的制瓷工艺,最终烧制出具有高棉文化的高棉瓷.

宋元时期,是中国陶瓷外销东南亚的第二个高峰.宋元政府对海外贸易持支持的态度,在各方有利条件的推动下,中国开启了大航海时代.宋元两朝海外贸易的重点市场是东南亚,中国陶瓷的输入进一步改善了东南亚地区的物质生活条件.陶瓷的外销活动同时也促进了中国东南沿海港市的经济及中国东南沿海窑业的发展.虽然,东南亚的越南、泰国陶瓷与中国磁州窑生产的瓷器风格相似,但是越南在10世纪独立后,大量输入中国陶瓷的同时也开始独立制作具有地方特色的陶瓷,而泰国素可泰窑受高棉瓷的影响而创设的可能性更大.当然越南与泰国窑业在发展的过程中受到中国宋元时期磁州窑等窑口的制瓷技术影响则是不争的事实.

明代初期,中国瓷器外销对东南亚陶瓷的发展起到推动作用.明初推行海禁与朝贡政策,中国瓷器的外销活动受到严重影响,明初中国陶瓷供应不足促使东南亚一些国家大力发展本国的陶瓷业以填补市场需求的缺口.但是由于他们的陶瓷生产技术相对落后,在制作的过程中经常模仿中国陶瓷或聘请中国工匠进行技术指导.因此东南亚陶瓷无论在造型、纹饰、釉色还是窑炉结构和装烧方式上,都与中国瓷器非常相似.随着技术的成熟,东南亚当地陶瓷的生产也融入更多当地的自然环境、生活和文化思想等因素.15世纪中期到16世纪初,越南烧制的陶瓷,越南化风格进一步加强.虽然大多纹饰仍借鉴于13-14世纪元末明初景德镇青花瓷,但在器形和纹饰细节上还是有所区别.这个阶段的越南陶瓷不再是中国陶瓷的附属品,而是在整个亚洲市场,尤其是东南亚市场都占有一席之位.泰国宋加洛青瓷的创烧受到龙泉窑青瓷的影响,其装饰及器形等与浙江龙泉青瓷相似,但其窑炉结构、窑具等又与中国南方窑系不同.云南与越南两者均在景德镇青花瓷的影响下烧制出具有当地色彩的青花瓷器.两者是平行发展的关系,在互相交流中互相影响.

明末清初,是中国陶瓷外销的黄金时期,中国外销瓷重新主导东南亚的市场.明末清初对外政策的重大调整——隆庆开海、康熙开禁和西方商人东来对当时社会经济的发展均产生了重大的影响,促使中国陶瓷外销活动的复苏.中国与东南亚之间的瓷器贸易大大促进了中国东南沿海普通民窑粗瓷的发展.同时,欧美市场的巨大需*动了明清时期陶瓷业的创新,除典型的中国传统器物外,还有按照来样订制的以适应欧洲生活习俗的瓷器,带有消费地浓厚的文化色彩.而中国陶瓷的全面复苏,使得越南、泰国等地的陶瓷外销市场日渐缩小,只能以满足当地需求而生产.

文化交流始终是双向的,中国陶瓷文化在东南亚的传播过程中,与当地的文化、社会习俗、宗教信仰融合,促进了东南亚陶瓷文化的发展.而中国陶瓷在被效仿和学习的同时,也吸收外来文化因子,并以各种形式融入在我国悠久的陶瓷发展历程之中.

第四篇陶瓷论文范例:碳纳米颗粒改性碳化硅陶瓷基复合材料的制备及其性能研究

陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composite,简记为CMC)是以陶瓷材料为基体,以陶瓷纤维、晶须、晶片或颗粒为补强体,通过适当的复合工艺制备的、性能可设计的一类新型材料.本论文将碳纳米颗粒与碳化硅复合制备的碳颗粒/碳化硅陶瓷基复合材料,有效地改善碳化硅陶瓷的机械加工性能,并将其应用于玻璃夹具、模具材料,提高了使用寿命,具有一定的强度和硬度,且使该材料不与高温玻璃熔体发生粘接.

本论文第一章首先综述C/SiC陶瓷基复合材料的研究现状及应用前景,归结了制备C/SiC陶瓷基复合材料的现代技术,其中主要是碳纤维增强的碳化硅(Cf/SiC)陶瓷基复合材料的制备技术.虽然,Cf/SiC陶瓷基复合材料各方面性能的研究较为成熟,然而,在C/SiC陶瓷基复合材料的未来工业领域,考虑到制备成本,可选用碳颗粒/碳化硅(Cp/SiC)陶瓷基复合材料.还阐述了机械力化学法合成复相陶瓷粉体材料是一种具有广阔应用前景的复相陶瓷材料制备方法,采用该方法制备在常规高温、高压条件下难以制备的特种陶瓷颗粒材料.同时,重点描述了机械力化学法制备陶瓷颗粒的原理和理论基础及其研究进展.另外,给出了本论文的研究目标和研究内容.

论文第二章根据机械力化学反应机理、采用常温下机械力化学方法原位制备Cp/SiC复合粉体,探讨了机械力化学法原位合成复合粉体的复合机理.采用现代表征方法(如X光衍射、热重和差热分析、扫描电镜和透射电镜等)对制备的样品进行了表征.另外,还分析和研究了不同的合成参数(如球料比、研磨时间、研磨方式等)对合成β-SiC以及后续原位复合得到Cp/SiC复合粉体性质的影响.研究结果表明,采用优化机械力化学合成参数,可有效地合成β-SiC并与多余碳纳米颗粒原位复合得到Cp/SiC的复合粉体.

论文第三章研究了采用喷雾造粒的方法以机械力化学原位合成Cp/SiC复合粉体为原料制备类球形Cp/SiC复合颗粒,并探讨了影响喷雾造粒过程的主要因素.另外,还研究了分散剂种类、分散剂用量、搅拌时间以及碳纳米颗粒含量等参数对合成Cp/SiC复合粉体在水介质中的分散性能的影响.结果表明,对Cp/SiC复合粉体固含量为45wt%的分散浆料采用喷雾造粒方法可有效地制得适宜的类球形实心Cp/SiC复合颗粒.

论文第四章研究了采用无压烧结的方法制备不同碳纳米颗粒含量(即,5wt%、10wt%、15wt%和25wt%)的碳化硅陶瓷基复合材料,探讨了无压烧结Cp/SiC复合陶瓷的烧结致密化机理,以及碳纳米颗粒含量对复合陶瓷的力学性能的影响.结果表明,添加碳纳米颗粒的碳化硅陶瓷基复合材料的无压烧结致密化机理与SiC陶瓷的无压烧结机理是一致的,即,烧结初期,膨胀机制占主导;烧结中期,收缩机制占主导,并抵消膨胀机制的作用;烧结终结前,膨胀机制略占主导.同时,随着碳纳米颗粒含量的增加,碳纳米颗粒/碳化硅陶瓷基复合材料的弯曲强度逐渐降低,显气孔率逐渐增大,硬度逐渐降低,但断裂韧性先增大后减小,并在碳纳米颗粒为15wt%时达到了极大值(2.58MPa·,m1/2).当碳纳米颗粒含量为0~15wt%时,陶瓷基复合材料的烧失率控制在5~6%之间.当碳纳米颗粒含量超过15wt%时,烧失率急剧增大,当碳纳米颗粒含量为25wt%时,其烧失率达到18%以上.

论文第五章研究了Cp/SiC复合陶瓷材料的氧化行为和抗热震性.结果表明,在400~700℃之间,Cp/SiC复合陶瓷在空气中的氧化过程受C-O2反应控制,呈均匀氧化,其显气孔率随氧化温度的升高而增加,弯曲强度随氧化温度增加而降低,当达到700℃时,为极小值;在700~1000℃之间,氧化过程受O2的气相扩散和O2通过微裂纹的扩散控制,可形成SiO2相.随温度增高,其显气孔率降低,弯曲强度增加,在1000℃时达到极大值;在1000~1100℃之间,O2通过SiC缺陷的扩散控制着复合陶瓷材料的氧化过程,显气孔率增加,弯曲强度降低.同时,随着碳纳米颗粒含量的增加,碳纳米颗粒大量聚集在晶界处,重复冷热循环容易降低复合材料的强度,出现裂纹的几率增大,抗热震性变差.因此,氧化温度和碳纳米颗粒含量是影响Cp/SiC复合陶瓷材料强度及氧化行为和抗热震性的关键因素.

论文第六章研究了碳纳米颗粒含量对Cp/SiC陶瓷的机械加工性能.结果表明,添加在Cp/SiC陶瓷中并均匀分布在SiC晶界处的碳纳米颗粒可改善Cp/SiC陶瓷的机械加工性能.但是,当添加的碳纳米颗粒含量超过15wt%时,材料内部形成了网络孔洞结构,导致其陶瓷材料致密度急剧降低.另外,依据采用机械加工速度V、机械加工性指数M、脆性指数B及可加工性能参数n综合评价Cp/SiC陶瓷的机械加工性能可知,当碳纳米颗粒含量为15wt%时,极大值Mmax为0.921,极小值Bmin为1.09,可加工性能参数极大值nmax为+0.342,这表明碳纳米颗粒含量为15wt%的Cp/SiC陶瓷具有良好的机械加工性能.


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论文第七章采用此复合材料制备了玻璃夹具,并给出了实际应用结果.

另外,经润湿性实验测试表明,当碳纳米颗粒含量为或大于15wt%时,Cp/SiC陶瓷基复合材料在1000℃以下与玻璃熔体不发生粘结,润湿性差.此时在复合材料中的碳纳米颗粒先于SiC基体氧化,抑制了基体表面SiO2膜的生成,从而有效地降低了基体与玻璃熔体的粘结和润湿效应,以达到适用作玻璃夹具材料的不粘结性质.

最后,给出了通过研究所获得的论文结论以及今后工作的展望.

第五篇陶瓷论文范文格式:氧化物压敏陶瓷晶界特性与宏观电性能的关系

本文研究了氧化物压敏陶瓷晶界特性与宏观电性能的关系,取得了如下成果:

1、测试分析了电负荷历史对氧化锌压敏陶瓷样品的端电容量的影响,并据此研究了经受电负荷时压敏陶瓷内部晶体缺陷结构的动态变化过程.电负荷对样品端电容量影响很大,测试得到的端电容值会随电负荷大小而变化,端电容量测试值的变化反映了材料内部晶界势垒两侧耗尽层厚度的变化.本文对此提出了两种物理机构加以解释,一是导电电子被界面态俘获和发射(释放),二是耗尽区深施主缺陷的电离和复合(重新俘获电子).当对压敏陶瓷样品施加弱电测试信号时,一些电子被界面态俘获,而撤去测试信号后,被俘获的电子会逐步通过热发射释放.晶界俘获电子使得界面负电荷积累增加,并且因此会使势垒两侧耗尽层厚度增加,而测试信号过后的电子释放过程则会使界面电荷密度和耗尽层厚度逐渐恢复.当对压敏陶瓷样品施加足够大的脉冲电流时,除了材料晶界界面态发生上述电子俘获现象外,在晶界两侧耗尽层会发生碰撞电离现象,耗尽层的深施主杂质被碰撞电离出电子,使得耗尽层正电荷密度增加、耗尽层厚度减小.脉冲电流试验后,晶界界面态俘获电子的释放和耗尽层电离施主重新俘获电子是对缺陷结构动态变化和耗尽层厚度恢复过程的两个相反作用因素,并且这两个因素作用过程的时间常数不一致,因此能观察到强脉冲电流试验后瞬间端电容量比测试前还高以及恢复过程中的非单调变化现象.

2、对比研究了几种测试计算压敏陶瓷晶界肖特基势垒高度的方法,结果认为:基于修正的Mott-Schottky方程的C-V特性测试计算法物理意义清晰合理,但是由于压敏陶瓷的内部微观结构的复杂性及深施主杂质缺陷的影响,采用C-V特性法难以获得真实可信的势垒高度测试计算结果.采用基于Schottky热发射方程的J-E-T法计算晶界势垒高度时可以不必考虑压敏材料的微观结构和缺陷结构,但是测试得到的ln(J0)~1/T曲线通常不是一条直线,选取的温度范围不同,势垒高度测试计算结果不一样.采用基于阿伦尼乌斯方程的低电场的lnρ-1/T特性曲线法估算压敏陶瓷材料的晶界势垒高度方法相对简单,由于所测试材料在低电场下的导电机理单一,即导电电子通过热发射越过晶界势垒,所以通过lnρ-1/T特性曲线计算的激活能可以近似认为是晶界势垒高度.

3、与以往一些文献报道的研究结果不同,本工作发现初始氧化锌粉体颗粒大小对氧化锌基压敏陶瓷晶粒尺寸和压敏电压梯度影响有限.分别采用等离子体气相法制备的纳米级氧化锌和间接法生产的亚微米级氧化锌制作了压敏陶瓷样品,与后者相比,采用前者制备的样品烧结活性较好,但在相同烧结温度下,两种样品的陶瓷晶体颗粒大小相差不大.采用等离子气相法纳米氧化锌制作的压敏陶瓷材料样品的大电流非线性特性较好,大电流脉冲残压比较低,过压保护特性较好.通过分析样品的介电特性和晶界势垒高度等参数发现,采用等离子气相法纳米氧化锌制作的样品内部氧化锌晶粒的施主浓度比采用普通间接法氧化锌制作的样品内部氧化锌晶粒的施主浓度高,施主浓度高意味着晶粒电导率大,晶粒电导率大有利于提高压敏材料在大电流区的非线性特性.

4、研究了钛酸铜钙CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)陶瓷的电压电流特性.在制备的无掺杂CCTO陶瓷样品上测试到了异常大的电压非线性系数,此结果与一些在该领域有重大影响的文献报道类似.但是,进一步深入研究发现,所测得的这种异常大的非线性特性来源于测试方法的偏差.与ZnO压敏陶瓷样品相比,CCTO陶瓷样品的热发射电流高出6个数量级,当对样品施加测试电压或电流信号时,由于强烈的电阻负温度系数(NTCR)效应,热发射电流发生反馈放大现象导致测试计算得到的电压非线性系数异常增大,采用适当方法降低或消除这种反馈放大现象,测试得到材料的实际电压非线性系数小得多.测试CCTO陶瓷样品(包括添加各种成分的样品)的电压电流特性时应设法避免热发射电流的反馈放大现象.

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