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图22 第四组成品1500倍断口

二次电子像

以致密性较好的第四组样品为研究对象，用冰醋酸对其抛光后表面进行腐蚀，

腐蚀后表面二次电子像如图20所示。将其与只抛光后表面二次电子像（如图21）比较，可以看出腐蚀后表面不同相形貌上的起伏变化。这也是腐蚀的最大优点，可以借此对烧结后陶瓷表面相的种类做初步分析。因此，在高温下烧结，由于表面在烧结的过程中被热腐蚀，表面的颗粒被破坏，对表面进行抛光再在低温下腐蚀才能更清晰的看到晶粒切面的形貌。

另外，再将其与断口二次电子像如图22比较也可以看出，前者从平面的角度分析，后者更加立体，两者相结合来分析烧结的情况更具有说服力。

图23第四组成品600倍腐蚀表面背散射 图24 第四组成品600倍腐蚀表面背散射 电子形貌像 电子成分像

图25第四组成品900倍腐蚀表面背散射

叠加像

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利用背散射电子对第四组成品腐蚀表面进行成像，可以得到第四组成品的背散射形貌像如图23，背散射成分像如图24、图25表示叠加形貌后的背散射成分像。从形貌像中可以看到腐蚀程度，由于晶界的能量较低，腐蚀后晶界得以暴露，利于对晶界的成分进行分析。背散射成分像衬度为原子序列衬度，利用试样原子序列（或化学成分）变化敏感的物理信号作为显像管的调制信号，而得到的原子序列衬度图像。图24、25中亮的区域表示该区域原子的序列数大，暗的区域表示原子序列数小。由此可以初步的判断掺杂的元素有哪些会进入亮的晶界区。 4.6 电性能测试

低压ZnO压敏电阻主要是作为保护电路的元件，其是否合格的重要依据便是电性能的好坏，然而反映电性能好坏的参数主要是漏电流、压敏电压和非线性系数。当漏电流和压敏电压较小，非线性系数较大时，是低压ZnO压敏电阻的电性能最好的情况。通过测试得出这三个参数与组分之间的关系趋势，然而在透反射偏光显微分析中已经排除了裂痕等客观因素对电性能影响，所以在进行深入分析产生这样趋势的原因时，需结合各组分的配比来说明。

在量程为1400V，电压400V，60%，双向的工作状态下用ZOV-03B压敏电阻直流参数测试仪测得的数据表6。

表6 电性能参数数据

分别做电性能参数漏电流、压敏电压、非线性系数与组分的趋势图：

图 26 压敏电压与组分的关系 图 27 漏电流与组分的关系

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图 28 非线性系数与组分的关系

从图26、图27可以看出随着掺杂物的适量增加，漏电流和压敏电压有减小的趋势；从图28能清晰的看出非线性系数有上升的趋势。

漏电流和压敏电压有降低的趋势，而非线性系数呈上升的趋势一方面是由于Bi、Co、Mn、Sb元素的适量增加，Bi2O3在液相牵引的作用下，导致各种添加剂都向晶界偏聚，形成一个薄的界面，而适量的增加Co2O3、MnO2和Sb2O3能很好的抑制Bi2O3的挥发，使晶界势垒很高，从而提高了ZnO压敏陶瓷的非线性系数。另一方面是由于TiO2的量的增加，导致受主浓度的减小，但为了满足电中性的要求，耗尽层宽度也要相应的减小，致使晶界击穿电压的下降，即压敏电压的下降。

5 方案的优化

从扫描电镜的图像中可以看出第一、二、三组陶瓷坯体的致密度随添加剂量

的适当增加的增加有上升的趋势，而第三组烧结体中却出现异常，其晶粒空隙较大，晶界面积较小；并且在电性能测试中也可以看出，第三组陶瓷成品的漏电流数值为36.3，非线性系数值为7，都与趋势线有较大的偏离。而事实上，若某个添加剂的量超过适宜的点时，对烧结瓷体的致密性、电性能等反而有不好的影响，比方说若Sb2O3添加过多时，将会使漏电流增大，并降低电阻片的通流容量及浪涌过压吸收能力。因此，应对每个添加剂加入的最适宜量进行更进一步的设计实验分析，或得一个更严谨的最佳ZnO压敏陶瓷的低压化配方。

6 结论

(1)低压ZnO压敏陶瓷的主要由ZnO晶粒组成；

(2)ZnO压敏陶瓷的密度、致密性随添加剂的适当增加有上升的趋势，电性能也随之有增强的变化，因此通过本次实验可以得到一个相对较好的配方：0.0524% Bi2O3 +0.0072%TiO2 +0.0186%Co2O3 +0.0073%MnO2 +0.0169%SnO2 +0.0492%Sb2O3 +0.8596%ZnO。

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致谢

历经14周的CDIO课程设计圆满完成，在这个阶段中，我们的成果除了自身努力外，还与许多老师、学长、学姐的支持和帮助是分不开的。

本论文是在朱老师的悉心指导下完成的，老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风以及平易近人的人格魅力对我们影响深远。论文从选题到完成，都是朱老师在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、指导我们的实验进程。在造粒和压片两个阶段，我们得到了李栋才老师的悉心指导，对我们制样的顺利进行给了相当大的帮助。也感谢徐海燕老师在电性能知识方面给我们的讲解和补充，使我们在电性能分析方面受益匪浅。十分感谢在我们实验过程中为我们提供帮助的所有老师们，也许我们做的还不够好，但你们严谨细致、一丝不苟的作风会一直是我们工作、学习中的榜样，你们循循善诱的教导和不拘一格的思路也给予我们了无尽的启迪。在此，请允许我向各位老师表示崇高的敬意和衷心的感谢!

最后，在论文即将完成之际，我们的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我们无言的帮助，在这里请接受我们诚挚的谢意！谢谢你们！

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