机械工程材料

作者：岳英虎, 赵洪峰, 刘威

关键词：ZnO压敏陶瓷, 热处理, 本征点缺陷, 肖特基势垒, 电气性能

基于正交试验方法研究了热处理的升温速率（1，3，6 ℃·min?1）、保温温度（600，700，800 ℃）、保温时间（2，4，8 h）和降温速率（1，5，10 ℃·min?1）4个参数对ZnO压敏陶瓷物相组成、微观结构、本征点缺陷和势垒结构的影响，综合分析陶瓷的电气性能以获得最佳热处理工艺。结果表明：不同工艺热处理前后，ZnO压敏陶瓷均由主晶相ZnO、尖晶石相和Bi2O3组成。较低的保温温度和较慢的降温速率可促使γ-Bi2O3向α-Bi2O3转变，抑制晶粒过度生长，使元素分布更均匀，显著提高陶瓷的致密性，同时可有效降低Zni??和VO?等本征点缺陷浓度并提高势垒高度。热处理工艺参数按照对陶瓷电气性能影响程度由大到小顺序依次为保温温度、降温速率、保温时间、升温速率。最优热处理工艺为升温速率6 ℃·min?1、保温温度600 ℃、保温时间2 h、降温速率1 ℃·min?1。在该条件下热处理后，势垒高度由热处理前的0.58 eV提高为0.70 eV，电压梯度由355.0 V·mm?1提高为370.1 V·mm?1，泄漏电流密度从1.38 ?A·cm?2减小为0.41 ?A·cm?2，非线性系数保持在72。

来源：2026年第3期

《机械工程材料》期刊编辑部

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