ppt课件第六讲 精细功能陶瓷与功能转换材料

1、功功 能能 材材 料料 一、介电陶瓷电容器一、介电陶瓷电容器 陶瓷电容器以其体积小、容量大、结构简单、优良的高陶瓷电容器以其体积小、容量大、结构简单、优良的高 频特性、品种繁多、价格低廉，便于批量生产而广泛应用于频特性、品种繁多、价格低廉，便于批量生产而广泛应用于 家用电器、通信设备、工业仪器等领域，是目前飞速发展的家用电器、通信设备、工业仪器等领域，是目前飞速发展的 电子技术的基础之一。电子技术的基础之一。 用于制造陶瓷电容器的介电陶瓷，对材料有以下要求：用于制造陶瓷电容器的介电陶瓷，对材料有以下要求： （1 1）介电常数应尽可能高；）介电常数应尽可能高； （2 2）在高频、高温、高压及其他

2、恶劣环境下，陶瓷电容器性）在高频、高温、高压及其他恶劣环境下，陶瓷电容器性 能稳定可靠；能稳定可靠； （3 3）介质损耗要小；）介质损耗要小； （4 4）比体积电阻率高于）比体积电阻率高于101010 10 .m(.m(绝缘电阻率通常大于绝缘电阻率通常大于 101010 10 .m ),.m ),可保证在高温下工作可保证在高温下工作; ; （5 5）具有较高的介电强度）具有较高的介电强度, ,陶瓷电容器在高压和高功率条件下陶瓷电容器在高压和高功率条件下, , 往往由于击穿而不能工作往往由于击穿而不能工作, ,因此必须提高电容器的耐压特性。因此必须提高电容器的耐压特性。 陶瓷电容器的分类和特征陶

3、瓷电容器的分类和特征 （1）非铁电电容器陶瓷（）非铁电电容器陶瓷（型），其特点是高频损耗小，介型），其特点是高频损耗小，介 电常数随温度变化而呈线性变化，又称电常数随温度变化而呈线性变化，又称热补偿电容器陶瓷热补偿电容器陶瓷； （2）铁电电容器陶瓷（）铁电电容器陶瓷（型），其特点是介电常数随温度变型），其特点是介电常数随温度变 化而呈非线性变化，而且介电常数很高，又称化而呈非线性变化，而且介电常数很高，又称高介电常数陶高介电常数陶 瓷；瓷； （3）反铁电电容器陶瓷反铁电电容器陶瓷（型），其特点是储能密度高，储型），其特点是储能密度高，储 能释放充分，可用于储能电容器能释放充分，可用于储能电容器

4、 （4）半导体电容器陶瓷半导体电容器陶瓷（型）型） 二、温度补偿电容器用介电陶瓷二、温度补偿电容器用介电陶瓷 主要用于高频振荡电路中作为补偿电容介质，在性能上要求主要用于高频振荡电路中作为补偿电容介质，在性能上要求 有稳定的电容温度系数和低的介质损耗。有稳定的电容温度系数和低的介质损耗。 以以CaTiO3为例：具有较高的介电常数和负温度系数，可以为例：具有较高的介电常数和负温度系数，可以 制成小型高容量的高频陶瓷电容器。制成小型高容量的高频陶瓷电容器。 常见的配方为：常见的配方为： CaTiO3：99%，ZrO2：1%；烧结温度为；烧结温度为136020 工艺要求：工艺要求：采用氧化气氛烧结；

5、不易采用湿磨；烧结温度和采用氧化气氛烧结；不易采用湿磨；烧结温度和 时间控制好，防止开裂。时间控制好，防止开裂。 除除CaTiO3外，外，材料体系还有材料体系还有: MgTiO3, SrTiO3 MgTiO3-SrTiO3, CaTiO3-SrTiO3-Bi2O3-TiO2, CaTiO3-La2O3-TiO2, BaTiO3-Nd2O3-TiO2, CaTiO3-La2O3-Bi2O3TiO2, BaTiO3-SrTiO3-La2O3-TiO2, 三、热稳定型电容器陶瓷材料三、热稳定型电容器陶瓷材料 分为高频热稳定电容器陶瓷和微波介电陶瓷。分为高频热稳定电容器陶瓷和微波介电陶瓷。 （1）高频

6、热稳定电容器陶瓷）高频热稳定电容器陶瓷 其主要特点是介电常数的温度系数的绝对值很小，有的甚其主要特点是介电常数的温度系数的绝对值很小，有的甚 至接近于零。至接近于零。 如：如：MgTiO3瓷，瓷，,介电损耗低介电损耗低,温度系数的绝对值小温度系数的绝对值小,且原料丰富且原料丰富, 成本低，但烧结温度较高（成本低，但烧结温度较高（1450），难以控制。），难以控制。 典型配方为：菱镁矿典型配方为：菱镁矿71%、TiO2 24%、苏州土、苏州土3%、膨润土、膨润土2%， CaF2 0.45% （2）微波介电陶瓷）微波介电陶瓷 微波介电陶瓷主要用于制作微波电路元件，在微波滤波器中微波介电陶瓷主要用于

7、制作微波电路元件，在微波滤波器中 用作介质谐振器。评价微波介电陶瓷材料的主要参数是介电用作介质谐振器。评价微波介电陶瓷材料的主要参数是介电 常数、品质因素和谐振频率温度系数。常数、品质因素和谐振频率温度系数。 要求具有以下性能：适当大小的介电常数，且值稳定；介电要求具有以下性能：适当大小的介电常数，且值稳定；介电 损耗小；有适当的介电常数温度系数；热膨胀系数小。损耗小；有适当的介电常数温度系数；热膨胀系数小。 其研究体系有：其研究体系有： MgO-CaO-TiO2，MgO-La2O3-TiO2，ZrO2-SnO2-TiO2 Ba（Zn1/3Ta2/3）O3-Ba（Zn1/3Nb2/3）O3 B

8、a（Ni1/3Ta2/3）O3-Ba（Zr0.04Zn0.32Nb0.64）O3 （3）高介电常数电容器用陶瓷（新型电容器陶瓷材）高介电常数电容器用陶瓷（新型电容器陶瓷材 料）料） 分为：高温烧结型（分为：高温烧结型（1300以上）、中温烧结型以上）、中温烧结型 （10001250）、低温烧结型（低于）、低温烧结型（低于900） A、低温烧结型：、低温烧结型： 典型的体系有：典型的体系有：Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3-Bi2O3 Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3-Pb（Cd1/2W1/2）O3 PMN是系统中的主晶相是系统中的主晶相,是复合钙钛矿型的铁电体是复合

9、钙钛矿型的铁电体,其居里温其居里温 度为度为-15。居里温度的介电常数为居里温度的介电常数为12600，室温的介电常数，室温的介电常数 为为8500，常温的，常温的tg10010-4。在不同频率的弱电场作用。在不同频率的弱电场作用 下，介电常数与下，介电常数与tg随温度的变化而变化，随着频率的增加，随温度的变化而变化，随着频率的增加， 居里点向高温方向移动，同时介电常数下降，而居里点向高温方向移动，同时介电常数下降，而tg增大。增大。 B、中温烧结低频（、中温烧结低频（型）独石电容器瓷料型）独石电容器瓷料 主要有主要有X7R、Z5U、Y5V三个系列三个系列 材料主要有：材料主要有：以以BaTi

10、O3为基的铁电陶瓷和以铅为基的铁电陶瓷和以铅 为基的复合钙钛矿型化合物两大类。为基的复合钙钛矿型化合物两大类。 气敏陶瓷大致可分为气敏陶瓷大致可分为、 及及三种：三种： 按照按照来分类，如来分类，如SnO2型、型、 ZnO型、型、 -Fe2O3型、型、 -Fe2O3型、钙钛矿化合型、钙钛矿化合 物型、物型、TiO2型等。型等。 是一类介于是一类介于的奇特固体的奇特固体 材料，其材料，其主要特征主要特征是它的是它的 ，如，如ZrO2氧敏陶瓷氧敏陶瓷 ，K2SO4、Na2SO4等碱金属硫酸盐等。等碱金属硫酸盐等。 用用作母线，表面用作母线，表面用陶瓷涂层陶瓷涂层、 触媒材料触媒材料、防晶粒生长材料

11、防晶粒生长材料以及以及防触媒中防触媒中 毒材料毒材料等涂层所制成。等涂层所制成。 吸附气体分子时吸附气体分子时，半导体的，半导体的 将随将随半导体类型半导体类型和和气体分子种类气体分子种类的的 不同而变化。不同而变化。 吸附气体一般分为物理吸附和化学吸附吸附气体一般分为物理吸附和化学吸附 两大类。被吸附的气体一般也可分为两类。两大类。被吸附的气体一般也可分为两类。 具有具有称为称为氧化性氧化性( 或电子受容性或电子受容性)气体气体，如，如O2、NOx等。等。 具有具有称为称为还原性还原性( 或电子供出性或电子供出性)气体气体，如，如H2、CO、乙醇等。、乙醇等。 SnO2系气敏陶瓷是系气敏陶瓷

12、是 ，是，是以以SnO2为基材为基材，加入催化剂、黏结加入催化剂、黏结 剂等剂等，按照，按照常规的陶瓷工艺方法常规的陶瓷工艺方法制成的。制成的。 以以为基为基 本原料，本原料，粉料越细粉料越细，比表面积越大比表面积越大，对，对 被测气体越敏感被测气体越敏感。 制造制造的方法有的方法有 、 及及等。等。 用用SnCl4或或SnCl2制备制备SnO2，这两种方，这两种方 法最后均需煅烧，其法最后均需煅烧，其对于对于SnO2粉粉 料的料的、影响很大。影响很大。 所用所用多为多为 ，它们有不同的作用，主要是，它们有不同的作用，主要是 Sb2O3、V2O5、MgO、PbO、CaO等。等。 SnO2系气敏

13、陶瓷制造的气敏元件有如下特点：系气敏陶瓷制造的气敏元件有如下特点： ，出现，出现最高灵敏度的温度较低最高灵敏度的温度较低， 约在约在300； ，在，在 低浓度范围，这种变化十分明显，非常适用低浓度范围，这种变化十分明显，非常适用 于于对低浓度气体的检测对低浓度气体的检测； ，而且，而且 ； ，待测气体，待测气体 可通过可通过气敏元件电阻值的变化气敏元件电阻值的变化直接转化为直接转化为 信号，且阻值变化大，可用信号，且阻值变化大，可用简单电路简单电路实现实现 自动测量；自动测量； ，； ， 和和。 利用利用吸附还原气体时吸附还原气体时 来检测还原气体来检测还原气体，已广泛应用于，已广泛应用于 家

14、用家用、生产用、生产用 和和等。等。 对对特别敏特别敏 感，广泛用于感，广泛用于CO报警报警和和工作环境的空气工作环境的空气 监测监测等。等。 已进入已进入对于对于 可燃性气体可燃性气体，例如，例如H2、CO、甲烷、丙烷、甲烷、丙烷 、乙醇、酮或芳香族气体等，具有、乙醇、酮或芳香族气体等，具有 ，因而，因而SnO2气敏元件气敏元件 。 氧化锌系气敏陶瓷元件最突出的优点氧化锌系气敏陶瓷元件最突出的优点 是是，一般加入适量的，一般加入适量的 来来提高陶瓷元件的灵敏度提高陶瓷元件的灵敏度。 对异丁烷、丙烷、乙对异丁烷、丙烷、乙 烷等烷等有较高灵敏度有较高灵敏度，碳氢化合，碳氢化合 物中物中。 的的氧

15、化锌气敏陶瓷元件氧化锌气敏陶瓷元件对对H2、CO 灵敏度灵敏度较高，对较高，对碳氢化合物灵敏度碳氢化合物灵敏度较差。较差。 的的氧化锌气敏陶瓷元件氧化锌气敏陶瓷元件对对乙醇、乙醇、 苯和煤气苯和煤气较灵敏，且成本也较低。较灵敏，且成本也较低。 的结构与二氧化锡的结构与二氧化锡 的不同，可以把它做成的不同，可以把它做成，将，将半导体元件半导体元件 与催化物与催化物分离，这样可以分离，这样可以更换催化剂更换催化剂来来提高提高 元件的气体选择性元件的气体选择性，其缺点是，其缺点是 。 常见的铁的氧化物有常见的铁的氧化物有： FeO、Fe2O3和和Fe3O4； 其中，其中，Fe2O3有有： Fe2O3

16、 和和 Fe2O3均被发现具有均被发现具有。 Fe2O3具有具有结构。从结构。从热稳热稳 定性定性来看来看 Fe2O3较优，但从较优，但从灵敏度灵敏度而言则而言则 比比 Fe2O3差。差。 最大的特点最大的特点是是 也能得到也能得到较高的催化性较高的催化性，高高 温下热稳定性好温下热稳定性好。 Fe2O3对对丙烷气体丙烷气体较灵敏，但对较灵敏，但对甲烷甲烷 就不灵敏。就不灵敏。 Fe2O3的的好，对好，对甲烷乃至甲烷乃至 异丁烷异丁烷都非常灵敏，对都非常灵敏，对水蒸气和乙醇水蒸气和乙醇等却不等却不 灵敏。灵敏。 Fe2O3作作非常非常 合适。因它对合适。因它对水蒸气和乙醇水蒸气和乙醇等不灵敏，

17、故不等不灵敏，故不 会因会因水蒸气及酒精的存在水蒸气及酒精的存在而误报。而误报。 MgCr2O4-TiO2系湿敏陶瓷是系湿敏陶瓷是 多孔湿敏陶瓷多孔湿敏陶瓷结构，结构，达达30-40 ，具有，具有良好的透湿性能良好的透湿性能。 MgCr2O4-TiO2系湿敏陶瓷的系湿敏陶瓷的可采可采 用用传统陶瓷的制造方法传统陶瓷的制造方法，但原料必须采用化学，但原料必须采用化学 纯或分析纯级。纯或分析纯级。 MgCr2O4-TiO2系湿敏陶瓷的制造工艺系湿敏陶瓷的制造工艺 流程如下：流程如下： MgO、Cr2O3、TiO2 称量称量 球磨球磨 干燥干燥 造粒造粒 干压干压 烧结烧结 切片切片 电极电极 引线

18、引线 装配装配 测试测试 MgCr2O4-TiO2系系具有具有很高的很高的 湿度活性湿度活性，湿度响应快湿度响应快，对温度、时间、，对温度、时间、 湿度和电负荷的湿度和电负荷的，是很有应用前，是很有应用前 途的途的湿敏传感器陶瓷材料湿敏传感器陶瓷材料，已用于，已用于 。 程序控制的微波炉，根据程序控制的微波炉，根据处于微波炉处于微波炉 蒸汽排口处的蒸汽排口处的的相对湿度反馈的相对湿度反馈 信息，调节烹调参数。信息，调节烹调参数。 此外，目前比较常见的此外，目前比较常见的 还有还有ZnCr2O4为主晶相系为主晶相系半导体陶瓷半导体陶瓷，以，以 及新研究的及新研究的 。 陶瓷湿度传感器结构陶瓷湿度

19、传感器结构 Si-Na2O-V2O5系湿敏陶瓷是系湿敏陶瓷是 ，其主晶相是具有半导性，其主晶相是具有半导性 的硅粉。的硅粉。 烧结温度较低烧结温度较低(一般低于一般低于900)，烧结，烧结 时时固相反应不完全固相反应不完全，烧结后收缩率很小烧结后收缩率很小。 其阻值为其阻值为102-107 ，随相对湿度，随相对湿度以指数规以指数规 律律变化，测量范围为变化，测量范围为(25100)RH。 Si-Na-V系湿敏陶瓷的系湿敏陶瓷的是由于是由于 Na2O和和V2O5吸附水分，使吸湿后硅粉粒间的吸附水分，使吸湿后硅粉粒间的 电阻值显著降低。电阻值显著降低。 这种元件的这种元件的是是温度稳定性较好温度稳

20、定性较好，可在，可在 100下工作，阻值范围可调，工作寿命长。下工作，阻值范围可调，工作寿命长。 是是响应速度慢响应速度慢，有，有明显湿滞现象明显湿滞现象，不，不 能用于能用于湿度变化不剧烈的场合湿度变化不剧烈的场合。 湿敏陶瓷的应用很广泛，主要湿敏陶瓷的应用很广泛，主要 应用于应用于家电家电、汽车汽车、医疗医疗、工业设工业设 备备、农、林、畜牧业农、林、畜牧业等领域。等领域。 是一类是一类、 等性质随等性质随发生发生明显变化明显变化的材料，主要用的材料，主要用 于制造于制造、及及 -(thermistor)。 具有具有灵敏度高灵敏度高、稳定性好稳定性好、制制 造工艺简单造工艺简单及及价格便宜

21、价格便宜等特点。等特点。 热敏电阻热敏电阻 称为称为，简称，简称PTC热敏热敏 电阻电阻( positive temperature coefficient )； 的的热敏电阻热敏电阻 称为称为，简称，简称NTC热敏电热敏电 阻阻( negative temperature coefficient )； 热敏电阻，简称为热敏电阻，简称为CTR( critical temperature resistor )。 BaTiO3 PTC陶瓷陶瓷 BaTiO3陶瓷是否具有陶瓷是否具有PTC效应效应，完全由，完全由 其其所决定。所决定。 纯纯BaTiO3具有具有，常温下电子常温下电子 激发很少激发很少，

22、其，其室温下的电阻率室温下的电阻率为为1012cm， 已接近绝缘体，不具有已接近绝缘体，不具有PTC电阻特性。电阻特性。 将将BaTiO3的电阻率降到的电阻率降到104cm以下，以下， 使其使其成为半导体的过程成为半导体的过程称为称为。 即在其禁带中引入一些即在其禁带中引入一些 ：施主能级或受主能级。：施主能级或受主能级。 通常情况下，通常情况下，多数是多数是靠近导带靠近导带 底的底的；而；而多数是多数是靠近价带顶的靠近价带顶的。 施主能级施主能级或或受主能级受主能级的的一般比较一般比较 小，因此，在室温下就可小，因此，在室温下就可产生产生 ，从而形成半导体。，从而形成半导体。 形成形成主要通

23、过两种途径：主要通过两种途径： 和和，使得，使得具有具有优良优良 的导电性的导电性，而，而具有具有高的势垒层高的势垒层，形成，形成 绝缘体。绝缘体。 BaTiO3的的半导化半导化采用采用 在在真空、惰性气体或还原性气体真空、惰性气体或还原性气体中加热中加热 BaTiO3。 由于由于失氧失氧，BaTiO3内产生内产生氧缺位氧缺位，为，为 了了保持电中性保持电中性，部分，部分Ti4+将俘获电子成为将俘获电子成为 Ti3+。在强制还原以后，需要。在强制还原以后，需要在氧化气氛下在氧化气氛下 重新热处理，才能得到较好的重新热处理，才能得到较好的PTC特性，特性， 电阻率为电阻率为1-103cm。 采用

24、采用使使BaTiO3半导化的方法之一是半导化的方法之一是 ，该法也称，该法也称。 如果用离子半径与如果用离子半径与Ba2+相近的三价离子相近的三价离子( 如如La3+、Ce3+、Nd3+、Ga3+、Sm3+、Dy3+、Y3+ 、Bi3+、Sb3+等等)置换置换Ba2+，或者用离子半径与，或者用离子半径与 Ti4+相近的五价离子相近的五价离子(如如Ta5+、Nb5+、Sb5+等等)置置 换换Ti4+，采用，采用普通陶瓷工艺普通陶瓷工艺，即能获得电阻率，即能获得电阻率 为为103-105cm的的n型型BaTiO3半导体。半导体。 五价离子五价离子对对BaTiO3的电阻率的电阻率 影响很大。影响很大

25、。 一般情况下，电阻率一般情况下，电阻率 ，达到某一浓度时达到某一浓度时，电阻率降至最低，电阻率降至最低 值，值，继续增加浓度继续增加浓度，电阻率则迅速提高，甚，电阻率则迅速提高，甚 至变成绝缘体。至变成绝缘体。 BaTiO3的电阻率降至最低点的的电阻率降至最低点的 (质量分数质量分数)为：为：Nd 0.05，Ce、La、 Nb 0.20.3，Y 0.35 采用采用使使BaTiO3半导化半导化的方法之二的方法之二 是是， 以， 以 S i O 2 或或 A S T ( 1/3A12O3 3/4SiO21/4TiO2 )对对BaTiO3进进 行掺杂，行掺杂，AST加入量加入量3(摩尔分数摩尔分数

26、)于于1260 -1380烧成后，电阻率为烧成后，电阻率为40-100cm。 典型的典型的PTC如下：如下： 主成分主成分：( Ba0.93Pb0.03Ca0.04 )TiO3 + 0.0011Nb2O5 + 0.01TiO2(先预烧先预烧)； 辅助成分辅助成分摩尔分数：摩尔分数：Sb2O3 0.06， MnO2 0.04，SiO2 0.5，A12O3 0.167， Li2CO3 0.1。 一般陶瓷材料都有一般陶瓷材料都有，但，但 温度系数的温度系数的绝对值小绝对值小，稳定性差稳定性差，不能应用，不能应用 于于高温和低温高温和低温场合。场合。 是用是用特定组分合成特定组分合成， 其电阻率随温度

27、升高按指数关系减小其电阻率随温度升高按指数关系减小的一类的一类 材料，分材料，分三大类。三大类。 绝大多数是具有绝大多数是具有 的的过渡金属固熔体过渡金属固熔体。 其中，其中，主要有：主要有：Cu-Mn、Co-Mn 、Ni-Mn等系。等系。 其中，其中，最有实用意义的最有实用意义的为为Co-Mn系材料系材料 。它在。它在20时的电阻率为时的电阻率为103cm，主晶相为，主晶相为 MnCo2O4。 随着随着Mn含量的增大含量的增大，则形成，则形成MnCo2O4 和和MnCo2O4的固溶体，电阻的固溶体，电阻 率逐渐增大。率逐渐增大。 有：有：Mn-Co-Ni、Mn-Cu-Ni、 Mn-Cu-Co

28、等等和和Cu-Fe-Ni、Cu-Fe- Co等等。 在在中，随着中，随着Mn含量的含量的 增大，电阻率增大。增大，电阻率增大。 此外，还有此外，还有Cu-Fe-Ni，CO四元系等。四元系等。 工作温度工作温度的热敏电阻的热敏电阻(NTC) 常称为常称为。 有广泛的应用前景，尤其有广泛的应用前景，尤其 在在汽车空气燃料比汽车空气燃料比传感器方面，有很大的传感器方面，有很大的 实用价值。实用价值。 其中，主要使用的两种其中，主要使用的两种为：为： (1) Pr、Er、Tb、Nd、Sm等氧化物，加入等氧化物，加入 适量适量其他过渡金属氧化物其他过渡金属氧化物，在，在 烧结后，可在烧结后，可在 工作。

29、工作。 (2)MgAl2O4-MgCr2O4-LaCrO3或或 (LaSr)CrO3 三元系材料三元系材料 该系材料适用于该系材料适用于温区。温区。 工作温度在工作温度在的热敏电阻材料的热敏电阻材料 (NTC)称为称为。 以以为为 主，加入主，加入La、Nd、Pd等的氧化物。等的氧化物。 主要材料有主要材料有Mn-Ni-Fe-Cu、Mn-Cu-Co 、Mn-Ni-Cu等。等。 主要是指主要是指 的半导体陶瓷，的半导体陶瓷，在在68附近附近 达到达到3-4个数量级，具有个数量级，具有, 因此称为因此称为或或 。 这种这种具有具有 和和，故可作，故可作或或。 这一这一特定温度特定温度称称。 电阻值

30、的急剧变化，通常是电阻值的急剧变化，通常是随温度的升随温度的升 高高，在临界温度附近在临界温度附近，。 V是是，它有，它有5价、价、4价等多种价价等多种价 态，因此，态，因此，V系有多种氧化物，如系有多种氧化物，如V2O5、VO2 、V2O3、VO等。等。 这些氧化物各有这些氧化物各有。每种。每种V 系氧化物与系氧化物与B、Si、P、Mg、Ca、Sr、Ba、Pb 、La、Ag等氧化物形成等氧化物形成，可上，可上 、下移动其临界温度。、下移动其临界温度。 热敏电阻在热敏电阻在中的应用最广中的应用最广 ，它虽不适于，它虽不适于高精度的测量高精度的测量，但其，但其价格低价格低 廉廉，多用于，多用于等

31、。等。 有两种用途：有两种用途： 一是用于一是用于，PTC热敏电阻通过热敏电阻通过 自身发热而工作，达到设定温度后，便自动恒自身发热而工作，达到设定温度后，便自动恒 温，因此不需另加控制电路，如用于温，因此不需另加控制电路，如用于 、等。等。 二是用作二是用作，如，如彩电消磁器彩电消磁器、 节能灯用节能灯用电子镇流器电子镇流器、程控电话保安器程控电话保安器、 冰箱电机启动器冰箱电机启动器等。等。 制造制造有有SiC、ZnO、 BaTiO3、Fe2O3、SnO2、SrTiO3等。等。 其中其中BaTiO3、Fe2O3利用的是利用的是 ，而，而SiC、ZnO、 SrTiO3利用的是利用的是。 目前

32、，应用最广、性能最好的是目前，应用最广、性能最好的是 。 压敏电阻陶瓷具有压敏电阻陶瓷具有，对，对 电压变化非常敏感。电压变化非常敏感。 在在某一临界电压某一临界电压以下，压敏电阻陶瓷电以下，压敏电阻陶瓷电 阻值非常高，几乎没有电流；但当阻值非常高，几乎没有电流；但当超过这一超过这一 临界电压时临界电压时，电阻将急剧变化，并且有电流，电阻将急剧变化，并且有电流 通过。随着电压的少许增加，电流会很快增通过。随着电压的少许增加，电流会很快增 大。大。 压敏电阻陶瓷的这种电流压敏电阻陶瓷的这种电流-电压特性曲线电压特性曲线 如图所示。如图所示。 1.齐钠二极管；齐钠二极管； 2.SiC压敏电阻；压敏

33、电阻； 3.ZnO压敏电阻；压敏电阻； 4.线性电阻；线性电阻； 5.ZnO压敏电阻。压敏电阻。 压敏电阻的压敏电阻的I-U特性曲线特性曲线 由图可见，压敏电阻陶瓷的由图可见，压敏电阻陶瓷的 ，其电阻值，其电阻值在一定电流范围在一定电流范围 内内呈非线性变化。呈非线性变化。 因此，因此，又称又称，用，用 这种陶瓷制造的器件叫这种陶瓷制造的器件叫。 ZnO系压敏电阻陶瓷是压敏电阻陶瓷中系压敏电阻陶瓷是压敏电阻陶瓷中 。 成分是成分是ZnO，并添加，并添加Bi2O3、CoO、 MnO、Cr2O3、Sb2O3、TiO2、SiO2、PbO等等 氧化物氧化物经改性烧结经改性烧结而成。而成。 ZnO压敏电阻器的应用很广，可归结压敏电阻器的应用很广，可归结 为如下两方面：为如下两方面： 过压保护过压保护 稳定电压稳定电压 各种大型整流设备、大型电磁铁、大型各种大型整流设备、大型电磁铁、大型 电机、通讯电路、民用设备电机、通讯电路、民用设备在开关时在开关时，会引会引 起很高的过电压起很高的过电压，需要进行保护，以延长使，需要进行保护，以延长使 用寿命。故在电路中接入用寿命。故在电路中接入可以抑制可以抑制 过电压。过电压。 此外，此外，还可作还可作晶体管保护晶体管保护、变变 压器次级电路的半导体器件的保护压器次级电路的半导体器件的保护以及以及大气