[科普中國]-壓敏陶瓷

壓敏陶瓷主要有SiC、TiO2、SrTiO3和ZnO四大類，但應用廣、性能好的當屬氧化鋅壓敏陶瓷，由于ZnO壓敏陶瓷呈現(xiàn)較好的壓敏特性，在電力系統(tǒng)、電子線路、家用電器等各種裝置中都有廣泛的應用，尤其在高性能浪涌吸收、過壓保護、超導性能和無間隙避雷器方面的應用最為突出。

定義壓敏陶瓷是指電阻值隨著外加電壓變化有一顯著的非線性變化的半導體陶瓷，具有非線性伏安特性，在某一臨界電壓下，壓敏電阻陶瓷電阻值非常高，幾乎沒有電流，但當超過這一臨界電壓時，電阻將急劇變化，并有電流通過，隨電壓的少許增加，電流會很快增大1。

歷史自七十年代日本首先使用ZnO無間隙避雷器取代傳統(tǒng)的SiC串聯(lián)間隙避雷器以來，國內(nèi)外都相繼開展了這方面的研究。但氧化鋅壓敏陶瓷在高壓領域的應用還存在局限性。如生產(chǎn)高壓避雷器，則需要大量的ZnO壓敏電阻閥片疊加，不僅加大了產(chǎn)品的外形尺寸，而且高壓避雷器要求較低的殘壓比也極難實現(xiàn)，為此必須研究開發(fā)新的高性能高壓壓敏陶瓷材料。過去SnO2主要用作氣敏材料。未見用于高性能壓敏材料的研究，山東省硅酸鹽研究設計院研究人員經(jīng)過反復研究開發(fā)出性能優(yōu)異的新一代壓敏陶瓷材料以滿足國內(nèi)外市場的要求2。

抗菌殺菌壓敏陶瓷通過對試樣結果的分析可得出如下結論：用化學級原料成功地制備出性能優(yōu)異的SnO2壓敏陶瓷，新型SnO2壓敏陶瓷顯示出優(yōu)異的非線性電流——電壓特性，與國內(nèi)外市場上流行的ZnO壓敏材料相比，其性能高于前者。

外觀為白色超微細粉末或微乳液，顆粒小，比表面積大，分散穩(wěn)定性好。經(jīng)特殊處理后，按不同的適用范圍，添加到化纖、塑料、油漆、涂料、玻璃等產(chǎn)品中，賦予其新的功能。應用于化纖及玻璃制品中，不僅可全面抵御UVA和UVB對人體皮膚的傷害，而且還能反射可見光和紅外線，具有遮熱功能；應用于塑料、油漆、涂料等制品中，抗老化性、耐侯性強，同時可增強涂料、油漆與基體表面的結合強度，耐洗刷性強，保持制品色澤鮮艷、持久，延長使用壽命2。

氧化鋅壓敏陶瓷所屬行業(yè)：電子

項目簡介：ZnO壓敏陶瓷是一種半導體陶瓷材料，用它制作的壓敏電阻器具有優(yōu)異的I-V非線性特性。已廣泛應用于電子儀器和電力裝置領域中對異常電壓的控制和做為浪涌吸收能量等方面的保護元件。國外已發(fā)展到對IC回路的保護(SV)直到500KV及發(fā)電設施的保護用，應用范圍由家電發(fā)展到發(fā)電廠這個更為廣闊的領域。該項目可以縮短與國際先進水平的差距，填補國內(nèi)在某些應用方面的空白。適用領域：可廣泛應用于各種電子儀器和電力裝置領域中。形成年產(chǎn)100萬件產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，需30人。除廠房外，設備等投資約需300萬元左右。

市場效益：按"八五"產(chǎn)品規(guī)劃的市場預測，"八五"末需5-6億件保護元件，現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)能力僅1億件左右，且質量差，水準不高，故開發(fā)氧化鋅壓敏陶瓷具有廣闊前景。 按"八五"產(chǎn)品規(guī)劃估算，投入產(chǎn)出比為1∶53。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學