金属学报  2008, Vol. 44 Issue (10): 1265-1270

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Bi2O3与Sb2O3掺杂对ZnO力学性能的影响

彭志坚;杨义勇;王成彪;付志强

中国地质大学(北京)工程技术学院

INFLUENCE OF DOPING LEVEL ON MECHANICAL PROPERTIES OF ZNO-BASED COMPOSITE VARISTORS

PENG Zhi-Jian;Yiyong Yang;Chengbiao Wang;Zhiqiang Fu;Hezhuo Miao;Ludwig Gauckler

中国地质大学（北京）

彭志坚; 杨义勇; 王成彪; 付志强 . Bi2O3与Sb2O3掺杂对ZnO力学性能的影响[J]. 金属学报, 2008, 44(10): 1265-1270 .
, , , , , . INFLUENCE OF DOPING LEVEL ON MECHANICAL PROPERTIES OF ZNO-BASED COMPOSITE VARISTORS[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(10): 1265-1270 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(2006 KB)   摘要: 设计、制备了三个系列(不同Bi2O3与Sb2O3掺杂浓度)的ZnO基复合材料. 力学性能测试的结果表明, Bi含量(2%, 原子分数)保持不变, 随Sb含量(在合适的剂量范围内)的增大,由于基质ZnO晶粒减小, 陶瓷致密度增大, 所得材料的模量、抗弯强度以及断裂韧性均增大; Sb含量(3%, 原子分数)保持不变, 随Bi含量的增大, 由于基质ZnO晶粒增大、陶瓷致密度减小, 所得材料的模量、抗弯强度以及断裂韧性均减小.在设计组成范围内材料的最佳力学性能约为: 弹性模量114 GPa, 弯曲模量115 GPa, 抗弯强度120 MPa, 断裂韧性1.87 MPa×1/2. 关键词 ： ZnO,  Bi2O3,  Sb2O3,  掺杂,  复合陶瓷变阻器     Abstract：Three series of ZnO-based varistor materials with different doping levels of antimony and bismuth were prepared, and their mechanical properties were investigated, respectively. Under constant amount of bismuth of 2 at%, with increasing amount of antimony in an appropriate range, the decreasing grain size of ZnO, almost unchanged porosity, and increasing relative density resulted in increase in the modulus, bending strength and fracture toughness. Under constant amount of antimony of 3 at%, with increasing amount of bismuth, the grain size and porosity increased, thus the relative density would decrease although the apparent density might increase. The resultant modulus, bending strength and fracture toughness all decreased. The optimum ZnO-based varistor material in this work had mechanical properties of elastic modulus of 114 GPa, flexure modulus of 115 GPa, bending strength of more than 120 MPa, and fracture toughness of higher than 1.87 MPa.m-1/2. Key words： ZnO    Dopants    Composite ceramic varistors    Mechanical properties 收稿日期: 2008-02-18      ZTFLH:  TG304.055   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 彭志坚 杨义勇 王成彪 付志强 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2008/V44/I10/1265 [1]Gupta T K.J Am Ceram Soc,1990;73:1817 [2]Levinson L M,Philipp H R.Am Ceram Soc Bull,1986; 65:639 [3]Einzinger R.Annu Rev Mater Sci,1987;17:299 [4]Clarke D R.J Am Ceram Soc,1999;82:485 [5]Matsuoka M.Jpn J Appl Phys,1971;10:736 [6]Park J S,Han Y H,Choi K H.J Mater Sci,2005;16:215 [7]Pfeiffer H,Knowles K M.J Eur Ceram Soc,2004;24:1199 [8]Anastasiou A,Lee M H J,Leach C,Freer R.J Eur Ceram Soc,2004;24:1171 [9]Chen C S.J Mater Sci.2003;38:1033 [10]Ott J,Lorenz A,Harrer M,Preissner E A,Hesse C,Feltz A,Whitehead A H,Schreiber M.J Electroceram.2001;6: 135 [11]Kutty T R N,Raghu N.Appl Phys Lett,1989;54:1796 [12]Akbar M,Ahmad M.Electr Power Systems Res,1999;50: 79 [13]Ramirez M A,Bueno P R,Ribeiro W C,Varela J A, Bonett D A,Villa J M,Marquez M A,Rojo C R.J Mater Sci,2005;40:5591 [14]Balzer B,Hagemeister M,Kocher P,Gauckler L J.J Am Ceram Soc,2004;87:1932 [15]Begum S,Hashmi M S J.J Mater Process Technol,2005; 167:542 [16]Ferraris M,VernéE.J Eur Ceram Soc,1996;16:421 [17]Peng Z J,Wang C B,Gauckler L J,Miao H Z.Key Eng Mater,2008;368-372:479 [18]Wong J.J Appl Phys,1975;46:1653 [19]Olsson E,Falk L K L,Dunlop G L,Sterlund R O.J Mater Sci,1985;20:4091 [1] 王福容, 张永梅, 柏国宁, 郭庆伟, 赵宇宏. Al掺杂Mg/Mg2Sn合金界面的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 812-820. [2] 毛斐, 吕皓, 唐法威, 郭凯, 刘东, 宋晓艳. Mn和In添加对SmCo7结构稳定性及磁矩影响的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 948-958. [3] 杨莎莎,杨峰,陈明辉,牛云松,朱圣龙,王福会. N掺杂对磁控溅射Ta涂层微观结构与耐磨损性能的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(3): 308-316. [4] 张世政,徐要辉,汪庭语,李锐星,才鸿年. In3+掺杂CeO2的固溶度及其储氧能力*[J]. 金属学报, 2016, 52(5): 607-613. [5] 李国建, 王振, 王强, 王慧敏, 杜娇娇, 马永会, 赫冀成. 强磁场作用时间对氧化法制备的Co掺杂ZnO薄膜微观结构和光学性能的影响[J]. 金属学报, 2014, 50(12): 1538-1542. [6] 单麟婷, 巴德纯, 曹青, 侯雪艳, 李建昌. Ce-Cu共掺杂对SnO2薄膜光电特性的影响*[J]. 金属学报, 2014, 50(1): 95-102. [7] 王晓红,谢文静,郝臣,张鹏飞,傅小奇,司乃潮. 木素磺酸钙模板法液相合成花簇状ZnO及其光催化性能[J]. 金属学报, 2013, 49(9): 1098-1104. [8] 李泓霖，张仲，吕英波，黄金昭，刘如喜. Eu掺杂ZnO结构光电性质的第一性原理及实验研究[J]. 金属学报, 2013, 29(4): 506-512. [9] 周立颖，王福合. 点缺陷对γ－TiAl (100)表面O原子吸附和扩散影响的第一性原理研究[J]. 金属学报, 2013, 49(11): 1387-1391. [10] 厉英,丁玉石,崔绍刚,王常珍. 掺杂Sc的CaZrO3的制备及电学性能[J]. 金属学报, 2012, 48(5): 575-578. [11] 范永中 张淑娟 涂金伟 孙霞 刘芳 李明升. Si和Y掺杂对(Ti, Al)N涂层结构和性能的影响[J]. 金属学报, 2012, 48(1): 99-106. [12] 厉英 马北越 王臻明 姜茂发. Na1.4Co2O4基热电材料的溶胶-凝胶法制备及表征[J]. 金属学报, 2011, 47(1): 109-114. [13] 向鑫 陈长安 刘柯钊 罗丽珠 刘婷婷 王小英. C掺杂对Al中He行为的影响[J]. 金属学报, 2010, 46(3): 318-323. [14] 杨义勇 彭志坚 付志强 邬苏东 陈新春 王成彪. 多组分缓冲层W梯度掺杂DLC复合薄膜研究[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 34-40. [15] 张静玉 刘庆峰 刘茜. Ti对Zn-Al合金薄膜耐腐蚀性能的影响[J]. 金属学报, 2009, 45(10): 1166-1170. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed