●第二版前言
第一版前言
第一篇氧化鋅壓敏陶瓷基礎理論和電氣性能
第1章氧化鋅壓敏陶瓷基礎理論3
1.1概述3
1.1.1氧化鋅壓敏電阻的演變歷史與發展3
1.1.2氧化鋅壓敏陶瓷的制備方法4
1.1.3應用領域的拓展6
1.2氧化鋅壓敏陶瓷的物理化學和顯微結構8
1.2.1氧化鋅壓敏陶瓷產生壓敏性的物理基礎8
1.2.2氧化鋅壓敏陶瓷產生壓敏性的化學基礎9
1.2.3氧化鋅壓敏陶瓷產生壓敏性的顯微結構10
1.3氧化鋅壓敏陶瓷顯微結構中的物相12
1.3.1主晶相——氧化鋅晶粒12
1.3.2晶界層13
1.3.3晶界層含有的物相15
1.4晶界勢壘與導電機理15
1.4.1導電機理需要解釋的基本現像15
1.4.2不同電場區域具有代表性的導電理論模型16
1.4.3耗盡層25
1.4.4塊體模型27
1.4.5壓敏電阻的等價電路27
1.5晶界勢壘的形成28
1.5.1晶界勢壘的形成與燒成冷卻過程的關繫28
1.5.2晶界勢壘與添加劑的關繫31
1.6氧化鋅壓敏陶瓷的晶界勢壘高度和寬度35
1.6.1漏電流與溫度的關繫35
1.6.2漏電流與歸一化電壓的關繫及其對耗盡區寬度的估計37
參考文獻40
第2章氧化鋅壓敏陶瓷的電氣性能與測試方法43
2.1電壓-電流特性43
2.1.1全電壓-電流特性43
2.1.2小電流區的交流和直流電壓-電流特性45
2.1.3溫度特性46
2.1.4幾何效應46
2.2介電特性及損耗機理的研究47
2.2.1氧化鋅壓敏陶瓷材料的介電譜49
2.2.2阻性電流與電容和壓敏電壓乘積的關繫54
2.2.3介電特性與顯微結構的關繫理論探討54
2.2.4阻性電流與荷電率的關繫56
2.3響應特性56
2.3.1響應現像56
2.3.2等值電路與響應特性的微觀機理59
2.4耐受能量衝擊特性60
2.4.1能量吸收能力60
2.4.2壓敏電阻的可靠性63
2.4.3失效模式72
2.5壽命及其預測72
2.6氧化鋅壓敏陶瓷蛻變機理的實際研究76
2.6.1氧化鋅壓敏陶瓷經受電流衝擊後伏安特性蛻變規律的實際測試研究76
2.6.2利用熱刺激電流對氧化鋅壓敏陶瓷蛻變機理的研究83
2.6.3氧化鋅壓敏陶瓷體內衝擊時受熱過程的研究89
2.6.4晶界溫升梯度對界面態的影響91
2.6.5氧化鋅壓敏陶瓷遭受衝擊時的蛻變機理94
參考文獻100
第3章氧化鋅壓敏陶瓷的燒結原理及壓敏功能結構的形成103
3.1液相燒結與固相燒結103
3.1.1氧化鋅壓敏陶瓷的燒結特點103
3.1.2液相的形成104
3.1.3液相傳質105
3.1.4晶界相的分布107
3.2致密化過程109
3.2.1坯體的致密化規律111
3.2.2影響致密化的因素111
3.2.3致密化理論分析113
3.3ZnO-Bi2繫統陶瓷的形成機理115
3.3.1ZnO-Bi2繫統相圖115
3.3.2ZnO-Bi2繫統的燒成收縮和重量損失116
3.3.3ZnO-Bi2繫統的晶粒尺寸和氣孔118
3.繫統的形成機理120
3.4繫統120
3.繫統122
3.5氧化鋅壓敏陶瓷形成機理的基礎研究126
3.5.1晶相組成與相間反應126
3.5.2晶相共生關繫的分析131
3.5.3添加劑的作用134
3.5.4實際應用性研究134
3.6晶粒中的次晶界143
3.6.1氧化鋅晶粒中的次晶界現像143
3.6.2影響次晶界的因素144
3.6.3次晶界的形成機制145
3.6.4次晶界和主晶界對電氣性能的影響149
3.7對氧化鋅壓敏陶瓷晶界相研究的近期新進展153
參考文獻159
第4章氧化鋅壓敏陶瓷的熱處理效應和高溫熱釋電現像161
4.1氧化鋅壓敏陶瓷的熱處理效應161
4.1.1熱處理工藝對氧化鋅壓敏陶瓷性能的影響162
4.1.2熱處理氣氛對氧化鋅壓敏陶瓷性能的影響165
4.1.3氧在氧化鋅壓敏陶瓷體中擴散重要性的實驗證明167
4.1.4熱處理對氧化鋅陶瓷壓敏性能長期穩定性及對交流漏電流兩種分量的影響169
4.1.5氧化鋅壓敏電阻熱處理機理的理論分析181
4.2高溫熱釋電現像189
4.2.1Bi2O3繫和Pr2O3繫氧化鋅壓敏陶瓷材料的高溫熱釋電現像190
4.2.2升溫對氧化鋅壓敏陶瓷材料的高溫熱釋電電流的影響190
4.2.3熱歷史對Bi2O3繫和Pr2O3繫氧化鋅壓敏陶瓷材料的高溫熱釋電I-T曲線的影響191
4.2.4氧化鋅壓敏陶瓷材料的高溫熱釋電現像的分析討論192
參考文獻194
第二篇氧化鋅壓敏陶瓷電阻片制造工藝
第5章氧化壓敏陶瓷制造用原材料及其質量控制199
5.1氧化鋅199
5.1.1氧化鋅的一般性質199
5.1.2氧化鋅的半導體性質200
5.1.3氧化鋅的制造方法201
5.1.4氧化鋅在氧化鋅壓敏陶瓷的作用、選擇與質量控制202
5.2添加物原料206
5.2.1常用添加物原料的一般理化性能206
5.2.2添加物原料的熱性能207
5.2.3添加物原料的X射線衍射分析212
5.2.4添加物原料的pH、粒度分布與顆粒形貌214
5.2.5添加物原料的作用220
5.2.6添加物原料的技術要求與質量控制223
5.3有機原材料227
5.3.1聚乙烯醇227
5.3.2分散劑232
5.3.3消泡劑238
5.3.4潤滑劑239
5.3.5陶瓷粉體成型專用潤滑劑240
5.3.6多功能有機綜合添加劑241
5.3.7增塑劑242
5.3.8乙基纖維素243
5.3.9三氯乙烯243
5.4其他材料243
參考文獻248
第6章氧化鋅避雷器陶瓷電阻片的制造工藝249
6.1氧化鋅陶瓷壓敏電阻配方與工藝設計原則249
6.1.1根據用途設計配方249
6.1.2根據添加物的作用選擇不同添加物成分及添加量249
6.1.3配方與制造工藝的配合265
6.1.4典型的避雷器用氧化鋅壓敏電阻片的生產工藝流程與工藝裝備271
6.2添加劑原料的細化處理與氧化鋅混合粉料的制備272
6.2.1添加劑配料與細化處理272
6.2.2添加劑細磨粒度對壓敏電阻器主要電氣性能的影響279
6.2.3制備氧化鋅與添加劑混合漿料的膠體物理化學基礎281
6.3氧化鋅與添加劑混合噴霧造粒粉料的制備287
6.3.1氧化鋅與添加劑混合漿料的制備288
6.3.2噴霧干燥292
6.4粉料含水與坯體成型300
6.4.1含水300
6.4.2干壓成型坯體原理及其重要性302
6.4.3坯體干壓成型對粉料應具備特性的要求304
6.4.4液壓機的加壓方式與粉體液壓機的選擇305
6.4.5坯體密度與成型工藝參數的選擇308
6.4.6干壓成型用模具311
6.5氧化鋅壓敏陶瓷的排結合劑與預燒313
6.5.1排除結合劑313
6.5.2坯體的預燒315
6.6無機高阻層318
6.6.1高阻層的粉料配方318
6.6.2高阻層漿料的制備與塗敷工藝324
6.7玻璃釉326
6.8氧化鋅壓敏陶瓷的燒成328
6.8.1燒成制度的確定應考慮的幾個因素328
6.8.2燒成窯爐及缽具330
6.8.3燒成制度331
6.8.4燒成過程的環境氣氛335
6.9磨片與清洗337
6.10熱處理339
6.10.1熱處理對壓敏電阻器性能的影響340
6.10.2熱處理提高壓敏電阻器抗老化及其他性能的原因342
6.11噴鍍鋁電極347
6.12有機絕緣塗層352
6.13對國內外氧化鋅電阻片的解剖分析355
6.13.1對國內外氧化鋅電阻片配方成分及性能的解剖分析355
6.13.2對國內外氧化鋅電阻片化學成分及瓷體微觀結構的分析鋻定360
6.13.3對分析結果的討論368
6.13.4近十年我國氧化鋅電阻片性能水平的提高現狀、原因分析和存在的
主要問題373
參考文獻375
第三篇氧化鋅壓器件的制造及其應用
第7章氧化鋅壓敏電阻器制造及其應用379
7.1氧化鋅壓敏電阻器的原理及應用379
7.1.1氧化鋅壓敏電阻器的命名379
7.1.2壓敏電阻器的壓敏原理、應用及發展趨勢379
7.1.3我國壓敏電阻器工業的發展概況381
7.1.4多層貼裝片式壓敏電阻器的研究與生產383
7.1.5我國壓敏技術的現狀和產品水平384
7.2氧化鋅壓敏電阻器的分類和主要性能參數386
7.2.1壓敏電阻器的分類386
7.2.2壓敏電阻器性能的主要參數388
7.3氧化鋅壓敏電阻器的生產工藝及工藝裝備389
7.3.1單片式氧化鋅壓敏電阻器的配方與生產工藝389
7.3.2多層片式壓敏電阻器的配方與生產工藝394
7.4氧化鋅壓敏電阻器芯片的幾何效應及其應用399
7.4.1氧化鋅壓敏電阻器芯片幾何效應問題的提出399
7.4.2圓片式氧化鋅壓敏陶瓷幾何效應規律及影響因素400
7.4.3氧化鋅壓敏陶瓷電氣性能產生幾何效應的機理403
7.4.4圓片式氧化鋅壓敏陶瓷幾何效應控制及改善途徑411
7.5過電壓保護器及其應用412
7.5.1產品型號命名方法及分類412
7.5.2各種壓敏電阻器的特點及其應用413
7.5.3氧化鋅壓敏電阻器應用及注意事項416
7.5.4過電壓保護器結構及性能參數419
7.5.5雷電過電壓保護器的應用與選擇421
7.6防雷工程426
7.7多層片式壓敏電阻器及其應用427
7.7.1多層片式壓敏電阻器的性能特點、分類與選擇428
7.7.2多層片式壓敏電阻器的應用概況430
7.7.3多層片式壓敏電阻器的主要應用領域432
7.7.4多層片式壓敏電阻器的應用發展趨勢436
7.8氧化鋅壓敏電阻器的主要性能試驗及試驗方法437
7.8.1常規試驗437
7.8.2抽查試驗437
參考文獻441
第8章氧化鋅避雷器制造及其應用442
8.1概述442
8.1.1避雷器的發展演變歷史442
8.1.2我國氧化鋅避雷器的研發及運行概況445
8.1.3進口ASEA500kV氧化鋅避雷器退出運行後的解剖分析447
8.1.4壓敏電阻器的主要特性451
8.1.5氧化鋅避雷器的特點456
8.2氧化鋅避雷器的設計458
8.2.1氧化鋅避雷器的主要特性參數458
8.2.2氧化鋅避雷器的產品分類461
8.2.3氧化鋅避雷器的型號461
8.2.4氧化鋅避雷器的標準及對產品的技術要求462
8.2.5氧化鋅避雷器的結構設計470
8.2.件的選擇與計算474
8.3氧化鋅避雷器的裝配479
8.4氧化鋅避雷器的試驗及試驗方法482
8.4.1引言482
8.4.2氧化鋅避雷器的交流電壓試驗483
8.4.3氧化鋅避雷器的直流電壓（電流）試驗492
8.4.4氧化鋅避雷器的衝擊電流衝擊電壓試驗494
8.4.5交流大容量試驗505
8.4.6聯合試驗508
8.4.7密封及機械強度試驗514
8.4.8其他試驗517
8.4.9有機外套無間隙氧化鋅避雷器的試驗522
8.4.10氧化鋅電阻片主要電氣性能測試裝備525
8.5氧化鋅避雷器的應用527
8.5.1配電和電站用氧化鋅避雷器527
8.5.2我國超高壓交流電力的建設與發展529
8.5.3我國直流輸電的發展及新技術應用概況531
8.5.4線路型氧化鋅避雷器532
8.5.5110~500kVGIS用罐式氧化鋅避雷器535
8.5.6設備內藏式氧化鋅避雷器536
8.5.7線路絕緣子避雷器的開發與應用542
8.5.8電氣化鐵道用氧化鋅避雷器543
8.5.9用氧化鋅避雷器超高壓電網合閘過電壓546
8.5.10並聯和串聯補償電容器的保護546
8.5.11在靜止無功補償裝置中的應用547
8.5.12對超導磁體猝熄保護的應用548
參考文獻549

本書內容主要包括氧化鋅壓敏陶瓷、器件制造材料、配方、工藝及其工藝裝備、產品設計和性能測試方法等，書中對我國氧化鋅避雷器和壓敏電阻器科研成果、生產技術進行了繫統總結，特別在次晶界形成機理、燒成冷卻速度和熱處理工藝作用機理、壓敏陶瓷幾何效應等方面具有獨特見解和創新。本書可供電器件的研究人員，特別是從事壓敏電阻器、避雷器專業設計和生產的工程技術人員參考；也可作為高等院校無機材料、電氣工程、電子電器等相關專業師生教學和科研的參考書。