氧化锌线性电阻因其体积小,质量轻,高温下不易被氧化,线性性能优异等优点,广泛应用于电子-电力行业。由于现代电力传输系统的不断升级,使得氧化锌线性电阻在保证其优秀线性性能的同时需进一步降低阻温系数,提高其在交流电路中的稳定性。本文采用固相烧结法制备出氧化锌线性电阻,研究了不同掺杂剂对其电学性能和阻温系数的影响,通过对实验结论的总结与延伸,对比分析了不同元素掺杂对氧化锌线性电阻阻温系数的影响规律。(1)研究了主要成分MgO掺杂对氧化锌线性电阻线性性能和阻温系数的影响。研究表明:掺杂剂MgO的适量添加降低了晶界势垒高度,获得了较好的线性性能,使ZnO晶粒间电阻呈现正温度系数特性,增大了样品的阻温系数。当MgO掺杂量为5wt%时,氧化锌线性电阻的综合性能最好,非线性系数为1.03,阻温系数为-5.45 × 10-3/℃。在最佳基础配方体系中加入La2O3,研究了其对氧化锌线性电阻电学性能和阻温系数的影响。研究表明:La3+可作为施主掺杂降低氧化锌线性电阻的非线性系数,生成具有负温度系数特性的LaAl3相,降低了阻温系数。当La2O3掺杂量为1wt%时,氧化锌线性电阻的线性系数为1.09,阻温系数为-6.63×10-3/℃。在最佳基础配方体系中加入Fe2O3。结果发现:Fe3+的掺杂生成了具有负温度系数的反尖晶石相,降低了氧化锌线性电阻的阻温系数。当Fe2O3掺杂量为0.75wt%时,氧化锌线性电阻的非线性系数为1.12,阻温系数为-8.23 × 10-3/℃。尝试在基础配方体系中加入CuO,研究发现:CuO的掺杂显著降低了氧化锌线性电阻的阻温系数,引入了受主杂质,使得氧化锌线性电阻出现微弱非线性,CuO不适宜作为氧化锌线性电阻的掺杂剂。(2)由复阻抗分析可知,晶界电阻与电容的并联再与晶粒电阻串联得到的R-C电路可用来等效氧化锌线性电阻的导电情况。氧化锌线性电阻符合热激发导电机理,通过样品电阻率与温度的关系可求得晶界势垒高度。在交变电场中,氧化锌线性电阻遵循Maxwell界面极化理论,晶界中的高阻相削弱了空间电荷极化,使得介电常数与介电损耗减小且介电常数随频率变化较缓,有利于实现高频电路下的应用。(3)在氧化锌线性电阻中,Mg、Al、Sm等元素的掺杂使得ZnO晶粒内压发生变化,影响晶粒间电阻值随温度的变化趋势,进而影响样品的阻温系数。但部分元素如La、Fe、Ti更倾向于在晶界处生成负温度系数材料,使氧化锌线性电阻的阻温系数出现显著降低。在避免受主掺杂的情况下,我们可以选取易变价离子或离子半径与Al3+离子半径相近的异价离子作为掺杂离子,进一步降低氧化锌线性电阻的阻温系数。