文档介绍：摘要
本文通过传统的陶瓷工艺在较低的温度(<1000oC)下制备了四种不同体系的以
ZnO陶瓷为基体的ZnO陶瓷/Ag复合材料。主要考察和讨论了四种复合材料的电学性
能及相关问题。样品密度和线性收缩率测试结果表明:Ag2O有利于复合材料的烧结,
提高复合材料的致密度。微结构和能谱分析表明,与Ag混合烧结的复合材料中的大
尺寸银粒子中及其附近存在气孔和缝隙;而与Ag2O混合烧结的复合材料的结构非常
致密,极小颗粒的银粒子沉积在陶瓷的晶粒间界处。这些事实说明,与Ag相比,Ag2O
有利于复合材料的烧结。成分分析表明,不管是与Ag混合烧结的复合材料还是与
Ag2O混合烧结的复合材料中,除了ZnO陶瓷相(ZnO主晶相、尖晶石相、富铋相等)
和银晶相之外,没有发现银的化合相存在,这与四种复合材料的电导率都随着银含
量的增加而逐渐增加的事实是相符的。I-V测试表明,四种复合材料的电阻率均在
银的含量为 25%~35%时出现突变,有介电型变为导电型;在银的含量介于 14%~
25%时,四种复合材料在 300V左右均表现出非线性系数和非线性电压不同的I-V非
线性,更让人感兴趣的是,随着银的含量的增加,复合材料的I-V非线性电压逐渐
降低,这使得我们仅仅通过控制银在ZnO陶瓷中的含量来制备具有不同非线性电压的
ZnO压敏陶瓷成为可能。三种不同的掺杂ZnO粉与银(Ag、Ag2O)混合烧结的复合
材料的介电测试表明,与同条件下制备的ZnO陶瓷相比,金属银的添加有利于改善
ZnO陶瓷的介电行为,尤其是在银的含量处于一定数值范围(~20%-30%)时,复
合材料的介电常数会出现激增的现象,而相应的介电损耗因子变化却很小,基本保
持在同一水准,这使得复合材料在电容-压敏元件方面有一定应用潜力。当然不同
的制备条件(如烧结时间)和不同的工作环境(如环境温度)对复合材料的上述电
学性能也有着极大的影响,在本文也给了相应的简单研究。同时本文另一个重要的
工作是,通过粉末冶金法制备了银基AgZnO/AgZnO-CdO/AgCdO叠层材料和AgSnO2
梯度触头材料,这种设计方法从功能梯度的角度出发,更准确地考虑到了电接触材
料的实际工作情况。作为一种全新的电接触材料的设计方法,我们初步考察了两种
复合材料的电导率、热导率及电侵蚀前后接触表面的形貌和元素成分分布情况。

关键词:复合材料;银;金属氧化物;氧化锌陶瓷;电学特性;电接触;功能梯度
I
Abstract
In this paper, four different kinds posites, which posed of ZnO ceramic
o
and silver (Ag or Ag2O) and sintered at a low temperature (<1000 C), are prepared by
normal ceramic techniques. The electrical behaviors and the related issues of the four
composites are emphatically investigated and discussed. The results of the density and
linear shrinkage of the samples show that Ag2O can enhance the sintering properties and
improve the densification of posites. In posites doped large silver particles,
there exist some small pores in the silver particles and gaps between the silver particles
and ceramic grains. However, the microstructure of posite doped Ag2O pact
and no obvious pores and gaps is found by SEM in posite, and the analysis of the
XPS for posite doped Ag2O indicates that the small silver particles deposit in the
ceramic grain boundaries. The analysis of the XRD of posites reveals that there a