金属氧化物压敏电阻:从微观结构到宏观特性 METAL OXIDE VARISTORS－FROM MICROSTRUCTU 本书特色

金属氧化物压敏电阻是电力和电子系统的关键保护器件，直接决定系统运行的安全可靠性。本书系统介绍了氧化锌等压敏电阻的基础研究、制备工艺、性能调控及应用进展，包括导电及老化机理、微结构电特性、微结构测试及微结构仿真分析、高梯度低残压氧化压敏陶瓷、氧化钛及氧化锡等其他体系压敏陶瓷的研究进展等，构建了压敏电阻微结构特性与宏观特性之间的关联性。 本书可供高校和科研院所电气工程、微电子、材料等专业的师生以及电力传输、电气设备制造等行业的工程技术人员阅读和参考。

金属氧化物压敏电阻:从微观结构到宏观特性 METAL OXIDE VARISTORS－FROM MICROSTRUCTU 内容简介

金属氧化物压敏电阻是电力和电子系统的关键保护器件，直接决定系统运行的安全可靠性。本书系统介绍了氧化锌等压敏电阻的基础研究、制备工艺、性能调控及应用进展，包括导电及老化机理、微结构电特性、微结构测试及微结构仿真分析、高梯度低残压氧化压敏陶瓷、氧化钛及氧化锡等其他体系压敏陶瓷的研究进展等，构建了压敏电阻微结构特性与宏观特性之间的关联性。 本书可供高校和科研院所电气工程、微电子、材料等专业的师生以及电力传输、电气设备制造等行业的工程技术人员阅读和参考。

金属氧化物压敏电阻:从微观结构到宏观特性 METAL OXIDE VARISTORS－FROM MICROSTRUCTU 目录

1 Introduction of Varistor Ceramics 1
1.1 ZnOVaristors 1
1.2 FabricationofZnOVaristors 3
1.2.1 PreparationofRawMaterials 4
1.2.2 SinteringofZnOVaristors 5
1.3 Microstructure 6
1.4 TypicalParametersofZnOVaristors 7
1.5 HistoryofZnOVaristors 9
1.6 ApplicationsofZnOVaristors 12
1.7 AlternativeVaristorCeramics 17
1.8 Ceramic–PolymerCompositeVaristors 18 References 22
2 Conduction Mechanisms of ZnO Varistors 31
2.1 Introduction 31
2.2 BasicConceptsinSolid-StatePhysics 33
2.2.1 AtomicEnergyLevelandEnergyBandofCrystal 33
2.2.2 Metal,Semiconductor,andInsulator 35
2.2.3 CharacteristicsofFermi–DiracFunction 37
2.2.4 ImpurityandDefectEnergyLevel 38
2.3 EnergyBandStructureofaZnOVaristor 39
2.3.1 EnergyBandStructureofaZnOGrain 39
2.3.2 DSBofaZnOVaristor 40
2.3.3 MicroscopicOriginofDSB 41
2.3.4 Asymmetric I–V CharacteristicsoftheDSB 43
2.4 ConductionMechanismofaZnOVaristor 45
2.4.1 ConductionModelBasedonThermionicEmissionProcess 46
2.4.2 MinorityCarrierGenerationProcess 49
2.4.3 TheBypassE?ectModel 51
2.5 DielectricCharacteristicsofaZnOVaristor 51
2.5.1 ExplanationtoDielectricPropertiesofaZnOVaristor 52
2.5.2 E?ectofInterfacialChargeRelaxationonConductingBehaviorofZnOVaristorsUnderTime-VaryingElectricFields 54
2.5.3 DeterminationofBarrierHeightandRelatedParameters 58
2.5.4 DeterminationofDeepDonorLevelintheZnOVaristor 59
2.5.5 DeterminationofGrainandGrainBoundaryConductivity 60 References 62
3 Tuning Electrical Characteristics of ZnO Varistors 67
3.1 Introduction 67
3.2 Liquid-PhaseFabrication 68
3.2.1 MicrostructureofZnOVaristor 68
3.2.2 PolymorphofBismuthOxide 71
3.2.3 In?uenceofBi2O3Concentration 72
3.2.4 VolatilizationofBismuthOxide 72
3.3 PreparingandSinteringTechniques 74
3.3.1 Fabrication 74
3.3.2 FabricationStages 75
3.3.3 E?ectofPores 76
3.4 RoleofOxygenattheGrainBoundary 78
3.5 DopantE?ects 79
3.5.1 E?ectsofAdditives 79
3.5.2 DonorDopants 82
3.5.3 AcceptorDopants 86
3.5.4 AmphotericDopants 87
3.5.4.1 MonovalentDopants 88
3.5.4.2 TrivalentDopants 89
3.5.5 E?ectsofRareEarthOxides 92
3.5.6 DopantsforImprovingtheStability 93
3.5.7 EvidenceforHydrogenasaShallowDonor 95
3.6 RoleofInversionBoundaries 95
3.7 HighVoltageGradientZnOVaristor 98
3.8 LowResidualVoltageZnOVaristor 101
3.8.1 ResidualVoltageRatio 101
3.8.2 LowResidualVoltageZnOVaristorsbyDopingAl 103
3.8.3 LowResidualVoltageZnOVaristorsbyDopingGa 106
3.8.4 LowResidualVoltageZnOVaristorswithHighVoltageGradient 108 References 110

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