与Y2O3共同掺杂下Sb2O5掺杂量对SnO2陶瓷压敏电阻电性能的影响
2021-09-29郁培源赵洪峰
机械工程材料 2021年9期
郁培源，赵洪峰
(新疆大学电气工程学院,电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，乌鲁木齐 830046)
0 引 言
压敏电阻是一类半导体器件，具有非线性的电流-电压特性，能够迅速、反复地检测和限制瞬态浪涌，从而避免电路和电力系统遭到破坏[1]。ZnO、SrTiO3、TiO2以及SnO2等半导体陶瓷[2-3]常应用于压敏电阻中。其中SnO2陶瓷的微观结构简单，电流-电压曲线的非线性度高，金属氧化物的掺杂量少，抗降解性能高，有效势垒的数量多以及热导率高，是制备高性能压敏电阻的理想材料;同时高性能SnO2陶瓷压敏电阻的制造成本低，内部结构简单,对电力系统的安全和稳定运行起到重要作用。
残压为放电电流流过时避雷器两端的峰值电压，当残压超过并联在避雷器两端的用电设备的额定电压时，会导致用电设备损坏，引起大面积停电，甚至对操作人员的安全造成威胁。残压与晶粒电阻有关，晶粒电阻越大，残压越大。研究[4]表明，在SnO2陶瓷压敏电阻中掺杂钇时，晶粒间会形成阻碍晶粒生长的小颗粒，从而使得SnO2陶瓷压敏电阻的电压梯度增大，有利于减小避雷器尺寸，但晶粒电阻仍较高。据报道，在SnO2压敏电阻中掺杂钇可以增大电压梯度，掺杂锑可以降低晶粒电阻[5-7]。目前，关于在SnO2压敏电阻中单独掺杂锑和钇的研究较多，共同掺杂锑和钇的报道仍较少，为此，作者通过在SnO2压敏电阻中掺杂Y2O3和不同含量的Sb2O5，研究了锑含量对掺钇SnO2压敏电阻微观形貌和电性能的影响。
