,1318 北京科技大学学报 第32卷 300 Sc03和Y2O掺杂压敏陶瓷的E-J特性曲线还可看 ☑1000℃ 出，EJ曲线中曲线弯曲处的曲率半径减小的次序， B1100℃ 图1200℃ 即非线性系数增大的次序为MY2B→MY1B 200 MY3B→MY4B从图中还可看出，电位梯度增大的 次序为MY3B→MY1B→MY4B→MY2B这些结果与 100 图3和图4的结果相一致， 图8为1100℃烧结S203和Y203掺杂压敏陶 瓷的XRD图，由图8阿以看出，氧化锌压敏陶瓷中 MYO MHI MY2 MY3 MY4 800 Z1000℃ 日1100℃图1200℃ 图2复合稀土掺杂压敏陶瓷的漏电流 600 Fig 2 Leakage current of m ixed mare earth doped varistor ce- ramn ics 日 400 的漏电流的变化规律是一致的).这也进一步表 明，一定范围的稀土掺杂对得到具有较低漏电流压 200 敏陶瓷烧结温度的影响不大，图3中每一个配比的 复合稀土Sc0,和Y20掺杂氧化锌压敏陶瓷的电位 MYO MHI MY2 MY3 MY4 梯度随烧结温度的变化都是类似的，均表现为随烧 结温度的升高而降低，这与没有稀土氧化物掺杂以 图3复合稀土掺杂压敏陶瓷的电位梯度 及Sc0或Y2O掺杂时压敏陶瓷的电位梯度的变化 Fig 3 Threshol voltage ofm ixed rare earth doped varistor cenm- ics 规律是相似的®-).同时，还可以看出，相同烧结 温度时，YzO掺杂量较高的MY2和MY4的电位梯 45 度均高于Y2O掺杂量较低的MY1和MY3的电位 21000℃B1100℃ 图1200℃ 梯度，进一步表明Y20掺杂对提高压敏陶瓷的电位 梯度具有重要的意义，从图4中可以看出，不同配 比的复合稀土SeO3和Yz03掺杂Z0-Bt03压敏陶 瓷不同温度烧结时，其非线性系数的变化趋势非常 相似，均为先增大后减小，且在1100℃烧结时非线 性系数均达到最大值，这也进一步表明在本文工艺 条件下，1100℃烧结时压敏陶瓷的压敏性最好.从 MYO MHI MY2 MY3 MY4 图4还可以看出，1100℃烧结时，Sc0掺杂量较高 图4复合稀土掺杂压敏陶瓷的非线性系数 的MY3和MY4的非线性系数均高于Sce0掺杂量 Fig 4 Nonlinear coefficient ofm ixed rare earth doped varistor ce- 较低的MY1和MY2的非线性系数，这也进一步表 8000 明S20掺杂对提高压敏陶瓷的非线性系数具有重 要的意义， 6000 图5~图7为1000~1200℃烧结Se0和Y203 掺杂压敏陶瓷的E一J特性曲线.E一J曲线中曲线弯 4000 MYOA 曲处的曲率半径越小，即E-J曲线的突变处越陡， ◆MY1A 2000 ·-MY2A 压敏陶瓷的非线性越好⑧).从图中可以看出，总体 -MY3A ←MY4A 上1100℃烧结压敏陶瓷的E~J曲线中曲线弯曲处 0.004 0.008 0.012 的曲率半径明显小于1000℃和1200℃烧结氧化锌 A.em) 压敏陶瓷的E一J曲线中曲线弯曲处的曲率半径，表 图51000℃烧结复合稀土掺杂压敏陶瓷的E~J曲线 明1100℃烧结氧化锌压敏陶瓷的压敏性较好，这与 Fig 5 Electric fiel to current density (E-J)curves of m ixed 图4的实验结果是吻合的.由图6中1100℃烧结 are earth doped varistor cenm ics sntend at 1000C北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 2 复合稀土掺杂压敏陶瓷的漏电流 Ｆｉｇ．2 Ｌｅａｋａｇｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｍｉｘｅｄｒａｒｅｅａｒｔｈｄｏｐｅｄｖａｒｉｓｔｏｒｃｅ- ｒａｍｉｃｓ 的漏电流的变化规律是一致的 ［14］．这也进一步表 明‚一定范围的稀土掺杂对得到具有较低漏电流压 敏陶瓷烧结温度的影响不大．图 3中每一个配比的 复合稀土 Ｓｃ2Ｏ3和 Ｙ2Ｏ3掺杂氧化锌压敏陶瓷的电位 梯度随烧结温度的变化都是类似的‚均表现为随烧 结温度的升高而降低‚这与没有稀土氧化物掺杂以 及 Ｓｃ2Ｏ3或 Ｙ2Ｏ3掺杂时压敏陶瓷的电位梯度的变化 规律是相似的 ［13--15］．同时‚还可以看出‚相同烧结 温度时‚Ｙ2Ｏ3掺杂量较高的 ＭＹ2和 ＭＹ4的电位梯 度均高于 Ｙ2Ｏ3掺杂量较低的 ＭＹ1和 ＭＹ3的电位 梯度‚进一步表明 Ｙ2Ｏ3掺杂对提高压敏陶瓷的电位 梯度具有重要的意义．从图 4中可以看出‚不同配 比的复合稀土 Ｓｃ2Ｏ3和 Ｙ2Ｏ3掺杂 ＺｎＯ--Ｂｉ2Ｏ3压敏陶 瓷不同温度烧结时‚其非线性系数的变化趋势非常 相似‚均为先增大后减小‚且在 1100℃烧结时非线 性系数均达到最大值‚这也进一步表明在本文工艺 条件下‚1100℃烧结时压敏陶瓷的压敏性最好．从 图 4还可以看出‚1100℃烧结时‚Ｓｃ2Ｏ3掺杂量较高 的 ＭＹ3和 ＭＹ4的非线性系数均高于 Ｓｃ2Ｏ3掺杂量 较低的 ＭＹ1和 ＭＹ2的非线性系数‚这也进一步表 明 Ｓｃ2Ｏ3掺杂对提高压敏陶瓷的非线性系数具有重 要的意义． 图 5～图7为1000～1200℃烧结 Ｓｃ2Ｏ3和 Ｙ2Ｏ3 掺杂压敏陶瓷的 Ｅ--Ｊ特性曲线．Ｅ--Ｊ曲线中曲线弯 曲处的曲率半径越小‚即 Ｅ--Ｊ曲线的突变处越陡‚ 压敏陶瓷的非线性越好 ［8］．从图中可以看出‚总体 上 1100℃烧结压敏陶瓷的 Ｅ--Ｊ曲线中曲线弯曲处 的曲率半径明显小于 1000℃和 1200℃烧结氧化锌 压敏陶瓷的 Ｅ--Ｊ曲线中曲线弯曲处的曲率半径‚表 明 1100℃烧结氧化锌压敏陶瓷的压敏性较好‚这与 图 4的实验结果是吻合的．由图 6中 1100℃烧结 Ｓｃ2Ｏ3和 Ｙ2Ｏ3掺杂压敏陶瓷的 Ｅ--Ｊ特性曲线还可看 出‚Ｅ--Ｊ曲线中曲线弯曲处的曲率半径减小的次序‚ 即非 线 性 系 数 增 大 的 次 序 为 ＭＹ2Ｂ→ ＭＹ1Ｂ→ ＭＹ3Ｂ→ＭＹ4Ｂ．从图中还可看出‚电位梯度增大的 次序为 ＭＹ3Ｂ→ＭＹ1Ｂ→ＭＹ4Ｂ→ＭＹ2Ｂ‚这些结果与 图 3和图 4的结果相一致． 图 8为 1100℃烧结 Ｓｃ2Ｏ3和 Ｙ2Ｏ3掺杂压敏陶 瓷的 ＸＲＤ图．由图8可以看出‚氧化锌压敏陶瓷中 图 3 复合稀土掺杂压敏陶瓷的电位梯度 Ｆｉｇ．3 Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｏｌｔａｇｅｏｆｍｉｘｅｄｒａｒｅｅａｒｔｈｄｏｐｅｄｖａｒｉｓｔｏｒｃｅｒａｍ- ｉｃｓ 图 4 复合稀土掺杂压敏陶瓷的非线性系数 Ｆｉｇ．4 Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｍｉｘｅｄｒａｒｅｅａｒｔｈｄｏｐｅｄｖａｒｉｓｔｏｒｃｅ- ｒａｍｉｃｓ 图 5 1000℃烧结复合稀土掺杂压敏陶瓷的 Ｅ--Ｊ曲线 Ｆｉｇ．5 Ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｔｏｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙ（Ｅ-Ｊ） ｃｕｒｖｅｓｏｆｍｉｘｅｄ ｒａｒｅｅａｒｔｈｄｏｐｅｄｖａｒｉｓｔｏｒｃｅｒａｍｉｃｓｓｉｎｔｅｒｅｄａｔ1000℃ ·1318·