采用ZnO+MgO+Al2O3+SiO2配方體系，制備了氧化鋅線性電阻。通過改變氧化鋅瓷料粉末的煅燒條件以及瓷體的燒結(jié)溫度，詳細(xì)研究氧化鋅陶瓷線性電阻的溫度系數(shù)和電阻率變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，氧化鋅煅燒溫度為1000 ℃，瓷體燒結(jié)溫度為1240 ℃時(shí)，電阻片的電阻率為1165 Ω·cm。

電阻是電子、電力和通信系統(tǒng)中的基本元件，已有數(shù)百年發(fā)展歷史。電阻器主要分為金屬電阻、膜類電阻和陶瓷電阻^[1-5]。隨著高鐵、高壓輸電、電纜等領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)電阻材料的性能要求日益提高，特別是在極端條件和惡劣環(huán)境中，傳統(tǒng)金屬電阻難以滿足需求^[6-9]。陶瓷電阻因其穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性，成為關(guān)鍵解決方案^{[10, 11]}。

自1968年以來，ZnO壓敏陶瓷電阻因其通流能量大、非線性系數(shù)高、性能易控和成本低而快速發(fā)展^[12-15]。到20世紀(jì)80年代末，研究人員利用ZnO材料能吸收大量能量這個(gè)特性，通過添加Al₂O₃和MgO等添加劑，在氧化鋅壓敏陶瓷電阻的基礎(chǔ)上研發(fā)了ZnO線性電阻^[16-19]。早些年對(duì)ZnO線性電阻器的研究主要是關(guān)于基體配方和燒結(jié)工藝對(duì)其綜合電性能的影響^{[20, 21]}。其中溫度系數(shù)作為線性電阻的重要性能指標(biāo)，當(dāng)陶瓷電阻的溫度系數(shù)較大時(shí)，電阻值會(huì)隨著環(huán)境溫度的升高而增加或減少，導(dǎo)致電路中電阻值的變化，進(jìn)而影響整個(gè)電路的穩(wěn)定性，在高溫環(huán)境下，電阻值的變化可能導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障或失效，因此，一個(gè)具有較低溫度系數(shù)的線性電阻對(duì)于確保電路的正常工作至關(guān)重要。

對(duì)于溫度系數(shù)的研究，Y. H zhang等人發(fā)現(xiàn)^[22]，通過調(diào)節(jié)燒結(jié)溫度可以控制ZnO線性電阻的溫度系數(shù)和電阻率。近年研究集中在通過摻雜稀土氧化物來改善溫度系數(shù)，Xu等人加入CeO₂，發(fā)現(xiàn)摻雜Ce⁴⁺可顯著降低晶界電阻率并改善溫度系數(shù)^[23]。Liu等人發(fā)現(xiàn)，適量摻雜La₂O₃可以使ZnO線性電阻器性能最佳，溫度系數(shù)為-663ppm/°C^[24]。盡管這些研究對(duì)氧化鋅線性電阻的溫度系數(shù)和電阻率等性能作出了一些貢獻(xiàn)，但是仍然缺乏一個(gè)系統(tǒng)的理論探討，同時(shí)對(duì)溫度系數(shù)與電阻率之間的關(guān)系方面仍缺乏深入的研究。也有研究表明原料的預(yù)處理也會(huì)對(duì)氧化鋅線性電阻的微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)特性等產(chǎn)生一定影響^[25]，但并沒有深入探討。

因此，本研究旨在通過對(duì)以氧化鋅為主體的瓷料進(jìn)行煅燒合成以及合成制度優(yōu)化等方法，深入探討氧化鋅線性電阻的電阻率和溫度系數(shù)之間的相互關(guān)系，并進(jìn)行理論分析。

 

 

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