压敏电阻器的晶相

ZnO压敏陶瓷是以Zn为主体添加若于其它氧化物改性的烧结体。氧化物添加剂除少量与ZnO固溶外，主要在ZnO晶粒之间形成晶界。ZnO是n型半导体，它是构成陶瓷的主晶相。其它氧化物除少量与ZnO固溶外，主要在ZnO晶粒之间形成晶界相。因此，ZnO半导体陶瓷是多相陶瓷。图，它们的化学式及各种相的掺杂。(1)ZnO相:构成ZnO半导体陶瓷的主晶相;由于Zn的填隙或者Co的溶入，使它具有n型电导特性，不同方法测试得到室温电阻率为()Ω·cm;ZnO晶粒对V-I特性的影响，尤其在大电流情况下，ZnO晶粒上产生的压降更有决定性影响。(2)尖晶石相:尖晶石相是不连续的，该相和ZnO以及富铋相在高温下并存，因此它对各相的分配起作用，使富铋相有个特定的组成。又由于它在ZnO晶粒边界凝结，能够抑制ZnO晶粒的生长，山东Y型脚压敏电阻MOV。(3)焦绿石相:该相也是不连续的，主要是在高温烧结时与ZnO形成富铋相。(4)富铋相:富铋相溶有大量的ZnO和少量的Sb23，山东Y型脚压敏电阻MOV，所以有助于液相烧结成陶瓷。又由于富铋相在晶界层中结晶后溶有大量的Zn和少量的SbMn和Co，所以富铋相有产生高α值的作用。 贴片压敏电阻一般有0402,0603，山东Y型脚压敏电阻MOV,0805,1206,1210,1812，2220 3220。山东Y型脚压敏电阻MOV

国内压敏电阻应用研究进展：20世纪80年代中期，通过引进技术，我国的ZnO压敏电阻片制造水平得到迅速提高，电位梯度达约18kV/cm，能量吸收能力提高到约100J/cm3(比较高150J/cm。这是我国ZnO压敏电阻片制造水平迅速提高的阶段。随着ZnO压敏电阻片研究的不断深入，逐步将电位梯度提高到近年来的，能量吸收能力也有所提高，逐步满足了500kVMOA的需求，一定程度上满足了GIS-MOA小型化发展的阶段需要。电阻片的残压水平逐步降低，泄漏电流特别是阻性泄漏电流逐步减小，老化荷电率提高，老化特性变好(老化系数KCT接近1，甚至小于1)。由于能量吸收能力提高不多，电阻片规格却越做越大，促进了避雷器心体向单柱式发展。一字脚压敏电阻MOV参数压敏电阻区分为两大类：①保护用压敏电阻，②电路功能用压敏电阻。

压敏电阻老化失效是指电阻器低电阻线性化的逐渐加剧，泄漏电流的恶性增加和流向薄弱点的集中，薄弱点的材料融化，形成约1K的短路孔后，电源继续将大电流推入短路点，形成高热和火灾。这种事故通常可以通过与压敏电阻串联的热熔触点来避免。热熔触点应与电阻器体具有良好的热耦合。当比较大冲击电流流过时，它不会断开，但当温度超过电阻器本体的上限工作温度时，它会断开。结果表明，如果压敏电阻存在制造缺陷，则容易出现早期故障。低强度电击的多重效应也会加速老化过程，使老化失效提前出现。

压敏电阻的漏电流确定了压敏电阻上加上稳态工作电压后的有功功耗。在一定的电压下引起漏电流工，引起元件的发热，发热功率为IR。普通的SiC避雷器几乎总是有间隙的结构，因此不存在漏电流问题。就这一点而言，SiC是被动元件，而ZnO是个主动的活性元件。其次漏电流的大小确定了稳态工作电压V的数值，在这个电压下元件不会因为产生过高的发热现象，若过度发热，则必须降低V进而减小。有必要从以下2个方面来权衡V及其产生的L:一方面希望把工作电压尽可能放在非线性的开始点，即尽可能的接近ElmA，以获得比较好保护水平:另一方面要防止元件因过度发热而失控。对于电力系统应用的大多数情况而言，将稳定工作电压设定在Em的70%到80%为宜。区分是电源保护用压敏电阻器，还是信号线、数据线保护用压敏电阻器，它们要满足不同的技术标准的要求。

压敏电阻应用：压敏电阻的Zv与电路总阻抗（包括浪涌源阻抗Zs）构成分压器，因此压敏电阻的限制电压为V=VsZv/(Zs+Zv)。Zv的阻值可以从正常时的兆欧级降到几欧，甚至小于1Ω。由此可见Zv在瞬间流过很大的电流，过电压大部分降落在Zs上，而用电器的输入电压比较稳定，因而能起到的保护作用。图(3)所示特性曲线可以说明其保护原理。直线段是总阻抗Zs，曲线是压敏电阻的特性曲线，两者相交于点Q，即保护工作点，对应的限制电压为V，它是使用了压敏电阻后加在用电器上的工作电压。Vs为浪涌电压，它已超过了用电器的耐压值VL，加上压敏电阻后，用电器的工作电压V小于耐压值VL，从而有效地保护了用电器。不同的线路阻抗具有不同的保护特性，从保护效果来看，Zs越大，其保护效果就越好，若Zs=0，即电路阻抗为零，压敏电阻就不起保护作用了。图(4)所描述的曲线可以说明Zs与保护特性之间的关系。压敏电阻具有较高的浪涌吸收能力，高达数十千安倍。一字脚压敏电阻MOV参数

压敏电阻的响应速度比气体放电管快，比TVS管稍慢一些。山东Y型脚压敏电阻MOV

压敏电阻失效：当较高的工频暂时过电压作用在压敏电阻上时，可能使压敏电阻瞬间击穿短路（低阻抗短路），而温度保险管还来不及熔断，还可能起火。为避免这种现象发生，可在每个压敏电阻上再串联一个耐冲击工频保险丝（单用工频保险丝则在老化失效时可能不熔断）。也可以把压敏电阻与陶瓷气体放电管串联使用，正常工作时陶瓷气体放电管不导通，压敏电阻没有漏电流，可以**延长使用寿命；受浪涌冲击时，陶瓷气体放电管首先击穿，然后由压敏电阻限制浪涌电压，总的残压为两者之和，略有增大（几十伏）；冲击过去后，由于压敏电阻限制了电流，放电管不能维持导通而熄弧，恢复为正常工作状态；当压敏电阻短路失效后，因陶瓷气体放电管流过很大的工频电流也会很快失效，但它的失效模式绝大多数是开路，因而不易引起火灾。山东Y型脚压敏电阻MOV

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