Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. Вып. 9

НЕОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

УДК 661.847.92

ЗАВИСИМОСТЬ СВОЙСТВ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ВАРИСТОРНОЙ

ZnO-КЕРАМИКИ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ СУРЬМЫ И НИКЕЛЯ

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева —

обособленное подразделение Федерального исследовательского центра

«Кольский научный центр Российской академии наук»,

184209, г. Апатиты Мурманской обл., Академгородок, д. 26а

* Е-mail: tikhomirova@chemy.kolasc.net.ru

Поступила в Редакцию 12 марта 2019 г.

После доработки 16 апреля 2019 г.

Принята к публикации 25 мая 2019 г.

Проведены исследования по снижению тока утечки высоковольтной варисторной ZnO-керамики

путем варьирования содержания оксидов сурьмы и никеля в системе ZnO-Bi₂O₃-Sb₂O₃-Al₂O₃-Co₃O₄-

NiO. Установлено, что керамика состава (мас%): ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ — 2.62, Al₂O₃ — 4.66,

Co₂O₃ — 3.80, NiO — 3.09 — обладает минимальной плотностью тока утечки I_ут ≤ 0.1 мкА·см^-2,

напряжением пробоя U_b = 4.1 кВ·мм^-1, коэффициентом нелинейности α = 65. Полученная керамика

перспективна для производства варисторов с высокой стабильностью рабочих характеристик.

Ключевые слова: ZnO-керамика; состав; синтез методом сжигания; спекание; изотермическая вы-

держка; варисторные свойства

DOI: 10.1134/S004446181909007X

ZnО-Варисторы обладают высокой нелинейно-

сторной керамики: синтез керамического порошка →

стью электрических свойств и способностью погло-

→ прессование таблеток → спекание. Варисторные

щать и рассеивать большие количества энергии. Они

свойства керамики зависят от состава, метода син-

предназначены для защиты электрических цепей,

теза керамического порошка, давления прессования

приборов и оборудования от импульсных и комму-

таблеток и условий спекания. Для повышения напря-

тационных перенапряжений [1]. Основными вари-

жения пробоя керамики необходимо синтезировать

сторными свойствами являются напряжение пробоя

наноразмерный керамический порошок [4]. В на-

(U_b, кВ·мм^-1), коэффициент нелинейности (α) и плот-

стоящее время возрастающее внимание уделяется

ность тока утечки (I_ут, мкА·см^-2). В промышлен-

синтезу наноразмерных керамических порошков ме-

ном масштабе ZnO-варисторы выпускаются с U_b =

тодом сжигания [5-7] с использованием в качестве

= 0.2-0.5кВ·мм^-1 [2]. Для высоковольтных линий

исходных компонентов недорогих гидратированных

электропередач необходимы варисторы с повышен-

нитратов цинка и легирующих элементов. В работе

ным напряжением пробоя (≥3 кВ·мм^-1) [3].

[7] для синтеза керамического порошка в системе

Варисторы производят из керамики на основе ZnO

ZnO-Bi₂O₃-Sb₂O₃-Al₂O₃-Co₃O₄-NiO с содержанием

с добавками оксидов легирующих элементов: Вi,

ZnO 75-85 мас% и массовым соотношением оксид-

Со, Si, Sb, Мn, A1, Cr, Ni. Процесс получения вари-

ных добавок Bi₂O₃:Sb₂O₃:Al₂O₃:Co₃O₄:NiO =1.0:0.69:

1150

Зависимость свойств высоковольтной варисторной ZnO-керамики от содержания оксидов сурьмы и никеля

1151

:1.00:0.65:0.08 использован метод ускоренного

Керамический порошок синтезировали методом

сжигания. Свойства полученных керамик: U_b = 4.2-

ускоренного сжигания. Исходные вещества в стехи-

3.6 кВ·мм^-1, α = 54-47. Отсюда следует, что с увели-

ометрических количествах, вычисленных из расчета

чением содержания ZnO значения напряжения пробоя

получения 10 г конечного продукта, растворяли в 10

и коэффициента нелинейности уменьшаются.

мл дистиллированной воды в стеклянном стакане

Необходимым условием надежной работы вари-

емкостью 1 л на магнитной мешалке при температуре

стора являются малые значения плотности тока утеч-

60-80°С. Стакан с раствором помещали в силитовую

ки, протекающего через ZnO-варистор при нормаль-

муфельную печь, предварительно нагретую до 500°С,

ной работе электрической цепи и определяющего

выдерживали 10 мин, извлекали из муфеля и охлаж-

значение стационарного рабочего напряжения. При

дали до комнатной температуры. Продукт сжигания

протекании через варистор тока утечки выделяется

растирали в ступке и прокаливали при 700°С в течение

тепло, которое при избыточном количестве вызывает

1 ч. Измерение удельной поверхности S_уд варисторных

саморазогрев и тепловой пробой варистора. Поэтому

порошков проводили методом термической десорб-

нужно стремиться к самому минимальному значению

ции азота на лабораторном электронном измерите-

I_ут. Для снижения I_ут до 1 мкА·см^-2 авторы [8] ре-

ле удельной поверхности и пористости Flow Sorb II

комендуют вводить в состав варисторной керамики

2300. Средний размер частиц порошков d вычисляли

оксиды РЗЭ (Pr, Dy, Er, Y). Преимуществом керамик

по формуле d = 6/S_удρ, где ρ — плотность вещества.

работы [7] является получение плотности тока утеч-

Для получения образца керамики 1 г керамиче-

ки в интервале 0.2-0.8 мкА·см^-2 без использования

ского порошка прессовали на гидравлическом прес-

оксидов РЗЭ.

се с усилием 6 т·см^-2 в таблетку диаметром 20 мм.

В состав варисторной ZnO-керамики входит оксид

Спекание таблетки осуществляли при 975°С с изо-

сурьмы(III) Sb₂O₃. В связи с тем что этот оксид по

термической выдержкой 4 ч со скоростью нагрева

степени воздействия на организм человека относится

10.8 град·мин^-1 с последующим охлаждением до

к веществам 2-го класса опасности (высокоопасные),

700°С со скоростью 2 град·мин^-1, затем, не вынимая

желательно снизить его содержание в керамике.

из печи, до комнатной температуры. Электроды на

Одной из важнейших характеристик варисторной

образце керамики формировали путем нанесения на

керамики является ее структура. Она должна быть

торцы серебряной пасты и сушкой ее под настоль-

плотно упакованной, с минимальной пористостью,

ной лампой. Варисторные свойства керамик опре-

без микротрещин [8]. В работе [9] установлено, что

деляли на нестандартной измерительной установ-

с увеличением добавки NiO в состав ZnO-керамики

ке. Коэффициент нелинейности α рассчитывали по

происходит монотонно-линейное уменьшение ми-

формуле α = 0.19(lgV₂/V₁)^-1, где V₁ — напряжение на

кротвердости по Виккерсу. Этот факт объясняет-

таблетке при плотности тока 1 мкА·см^-2, V₂ — напря-

ся удалением пор во время термообработки, и он

жение на таблетке при плотности тока 1.5 мкА·см^-2.

способствует подавлению образования в керамике

Напряжение пробоя U_b вычисляли путем деления

микротрещин. Поэтому содержание оксида никеля

V₁ на толщину таблетки h (мм). Плотность тока

следует увеличивать.

утечки I_ут определяли при напряжении на таблетке

Цель работы — проведение исследований по сни-

V = 0.75U_b с чувствительностью 0.1 мкА·см^-2.

жению тока утечки высоковольтной варисторной

ZnO-керамики до ≤0.1 мкА·см^-2 путем варьирования

Обсуждение результатов

содержания оксидов сурьмы и никеля.

Основная цель исследований состояла в получе-

нии варисторной керамики, содержащей 80 мас%

Экспериментальная часть

ZnO, с плотностью тока утечки ≤0.1 мкА·см^-2.

Образцы высоковольтной варисторной ZnO-

Исследования проведены в шесть этапов. Результаты

керамики получали в системе ZnO-Bi₂O₃-Sb₂O₃-

исследований представлены в табл. 1.

Al₂O₃-Co₃O₄-NiO с содержанием ZnO 80 мас%.

На первом этапе исследований в качестве репер-

В качестве исходных материалов использова-

ного принят состав керамики из работы [7] (состав

ли Zn(NO₃)₂·6H₂O (х.ч.), Bi(NO₃)₃·5H₂O (ч.д.а.),

№ 1). Показано, что при снижении коэффициента

А1(NO₃)₃·9Н₂О («чистый»), Co(NO₃)₂·6H₂O (ч.д.а.),

пропорциональности Sb₂O₃ до 0.40 (уменьшение на

Ni(NO₃)₂·6H₂O (ч.д.а.), Sb₂O₃ (ч.д.а.), борную кис-

0.29) происходит рост U_b и α, а плотность I_ут не изме-

лоту (х.ч.), винную кислоту («чистый»), сахар (ком-

няется (состав № 2). В последующих опытах (составы

мерческий).

№ 3-6) при постоянном значении коэффициента про-

1152

Громов О. Г. и др.

Таблица 1

Зависимость свойств варисторной керамики с содержанием 80 мас% ZnO от соотношения легирующих

оксидов

Соотношение легирующих оксидов

Свойства

№ состава

Bi₂O₃

Sb₂O₃

Al₂O₃

Co₃O₄

NiO

U_b, кВ·мм^-1

I_ут, мкА·см^-2

h, мм

Первый этап

1.00

0.69

1.00

0.65

0.08

3.9

0.7

1.04

1.00

0.40

1.00

0.65

0.08

4.2

0.7

0.98

1.30

0.40

1.00

0.65

0.08

3.8

1.5

0.96

1.00

0.40

1.30

0.65

0.08

4.5

1.5

1.04

1.00

0.40

1.00

0.95

0.08

4.7

0.6

0.96

1.00

0.40

1.00

0.65

0.38

3.9

0.3

1.01

Второй этап

1.00

0.50

1.00

0.65

0.28

4.3

1.6

1.05

1.00

0.45

1.00

0.65

0.33

3.8

0.2

1.00

0.40

1.00

0.65

0.38

3.9

0.3

1.01

1.00

0.35

1.00

0.65

0.43

3.9

0.3

1.02

1.00

0.30

1.00

0.65

0.48

4.8

1.1

1.00

0.20

1.00

0.65

0.58

Пробой

—

0.97

Третий этап

1.00

0.45

1.00

0.65

0.33

3.8

0.2

1.00

0.45

0.95

0.65

0.38

3.7

0.1-0.2

1.00

0.45

0.90

0.65

0.43

3.6

0.1-0.2

1.00

0.45

0.85

0.65

0.48

3.5

0.1-0.2

0.99

1.00

0.45

0.80

0.65

0.53

3.5

0.0-0.1

0.99

1.00

0.45

0.75

0.65

0.58

3.2

0.2

0.99

1.00

0.45

0.70

0.65

0.63

2.4

2.0

1.00

Четвертый этап

1.00

0.45

0.80

0.65

0.53

3.5

0.0-0.1

0.99

0.90

0.45

0.80

0.65

0.63

3.6

0.2

1.00

0.80

0.45

0.80

0.65

0.73

3.7

0.4

1.00

Пятый этап

1.00

0.45

0.80

0.65

0.53

3.5

0.0-0.1

0.99

0.90

0.45

0.90

0.65

0.53

3.6

0.1-0.2

1.01

0.80

0.45

1.00

0.65

0.53

4.4

0.2

1.07

Шестой этап

1.00

0.45

0.80

0.65

0.53

3.5

0.0-0.1

0.99

1.00

0.40

0.80

0.70

0.53

3.6

0.1-0.2

0.96

1.00

0.35

0.80

0.75

0.53

3.6

0.1-0.2

0.95

Содержание оксидов, мас%

5.85

4.04

5.85

3.80

0.46

3.9

0.7

1.04

5.83

2.62

4.66

3.80

3.09

3.5

0.0-0.1

0.99

Зависимость свойств высоковольтной варисторной ZnO-керамики от содержания оксидов сурьмы и никеля

1153

порциональности Sb₂O₃ (0.40) увеличивали поочеред-

напряжения пробоя и коэффициента нелинейности.

но коэффициенты пропорциональности остальных

На четвертом этапе проведены исследования по зави-

легирующих оксидов на 0.30. Установлено, что по

симости свойств керамики от варьирования содержа-

сравнению с составом № 2 увеличение содержания:

ния оксидов висмута и никеля. В качестве реперного

— Bi₂O₃ (состав № 3) приводит к значительно-

принят состав № 15, в котором сумма коэффициен-

му снижению U_b, понижению α и повышению I_ут в

тов пропорциональности Bi₂O₃ и NiO равна 1.53.

2 раза;

Сохраняя это значение суммы, в составах № 18, 19 с

— Al₂O₃ (состав № 4) — к росту U_b, существенно-

интервалом 0.10 изменяли коэффициент пропорци-

му снижению α, значительному росту I_ут;

ональности Bi₂O₃ в интервале 1.00-0.80 с одновре-

— Co₃O₄ (состав № 5) — к небольшому росту U_b,

менным изменением коэффициента пропорциональ-

несущественному снижению α и I_ут;

ности NiO в интервале 0.53-0.73. Установлено, что,

— NiO (состав № 6) — к небольшому сниже-

действительно, в этом случае происходит рост U_b до

нию U_b и α и существенному снижению I_ут с 0.7 до

3.6-3.7 кВ·мм^-1, увеличение α до 56-68. Однако I_ут

0.3 мкА·см^-2.

также повышается до 0.2-0.4 мкА·см^-2.

На втором этапе проведены исследования по зави-

На пятом этапе проведены исследования по зави-

симости свойств керамики от варьирования содержа-

симости свойств керамики состава № 15 от варьи-

ния оксидов сурьмы и никеля. В качестве реперного

рования содержания оксидов висмута и алюминия.

принят состав № 6, в котором сумма коэффициен-

Сохраняя значение суммы коэффициентов пропор-

тов пропорциональности Sb₂O₃ и NiO равна 0.78.

циональности Bi₂O₃ и Al₂O₃ равным 1.80, в составах

Сохраняя это значение суммы, в составах № 7-11 с

№ 20, 21 с интервалом 0.10 уменьшали коэффици-

интервалом 0.05 изменяли коэффициент пропорцио-

ент пропорциональности Bi₂O₃ в интервале 1.00-

нальности Sb₂O₃ в интервале 0.50-0.20 с одновремен-

0.80 с одновременным увеличением коэффициента

ным изменением коэффициента пропорциональности

пропорциональности Al₂O₃ в интервале 0.80-1.00.

NiO в интервале 0.28-0.58. Установлено, что состав

Установлено, что в данном случае происходит рост

№ 8 обеспечивает получение керамики с плотностью

U_b до 4.4 кВ·мм^-1, α до 57 и I_ут до 0.2 мкА·см^-2. При

тока утечки 0.2 мкА·см^-2. При этом по сравнению

этом плотность керамики уменьшается, о чем можно

с составом № 6 напряжение пробоя снижается до

судить по увеличению толщины спеченной таблетки

3.8 кВ·мм^-1, а коэффициент нелинейности увели-

до 1.07 мм.

чивается до 48. В случае состава № 11 происходил

Из данных для составов № 2 и 5 следует, что при

электрический пробой таблетки из-за возникающего

уменьшении содержания оксида сурьмы и одновре-

на ней предельного значения напряжения при про-

менном увеличении содержания оксида кобальта

пускании тока.

должен происходить рост напряжения пробоя и ко-

В соответствии с данными для состава № 4 умень-

эффициента нелинейности при сохранении величины

шение содержания Al₂O₃ способствует снижению

плотности тока. На шестом этапе были проведены

величины плотности тока утечки. На третьем этапе

исследования по зависимости свойств керамики со-

проведены исследования по зависимости свойств

става № 15 от варьирования коэффициентов пропор-

керамики от варьирования содержания оксидов

циональности Sb₂O₃ в интервале 0.45-0.35 и Co₃O₄ в

алюминия и никеля. В качестве реперного принят

интервале 0.65-0.75 (составы № 22, 23). Установлено,

состав № 8, в котором сумма коэффициентов про-

что при незначительном росте U_b α увеличивается до

порциональности Al₂O₃ и NiO равна 1.33. Сохраняя

62, а I_ут повышается до 0.1-0.2 мкА·см^-2. Необходимо

это значение суммы, в составах № 12-17 с интерва-

обратить внимание на уменьшение толщины спечен-

лом 0.05 изменяли коэффициент пропорционально-

ной таблетки до 0.95 мм, что свидетельствует о воз-

сти Al₂O₃ в интервале 1.00-0.70 с одновременным

растании плотности керамики. Однако в настоящее

изменением коэффициента пропорциональности

время стоимость Co₃O₄ резко повысилась. Поэтому

NiO в интервале 0.33-0.63. Установлено, что в слу-

увеличение его содержания в варисторной керамике

чае состава № 15 плотность тока утечки снижает-

нерентабельно.

ся до 0.0-0.1 мкА·см^-2. При этом по сравнению с

Из полученных экспериментальных данных мож-

составом № 8 напряжение пробоя уменьшается до

но сделать следующие выводы:

3.5 кВ·мм^-1, а коэффициент нелинейности увеличи-

— состав № 15 обеспечивает получение керамики

вается до 54.

с минимальным I_ут ≤ 0.1 мкА·см^-2;

По данным для состава № 3 уменьшение содер-

— составы № 12, 20 и 23 обеспечивают получе-

жания Bi₂O₃ должно способствовать повышению

ние керамики с приемленными значениями I_ут = 0.1-

1154

Громов О. Г. и др.

Таблица 2

Зависимость свойств керамики состава, мас%: ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ — 2.62, Al₂O₃ — 4.66,

Co₂O₃ — 3.80, NiO — 3.09 — от продолжительности спекания

Свойства

Продолжительность спекания, ч

Ub, кВ·мм-1

I_ут, мкА·см^-2

h, мм

4.0

3.5

0.0-0.1

0.99

3.0

3.9

0.0-0.1

1.00

2.5

4.1

0.0-0.1

1.00

2.0

4.4

0.1-0.2

1.01

0.2 мкА·см^-2 и немного повышенными значениями

других элементов. Присутствие в этом спектре поло-

U_b и α по сравнению с составом № 15.

сы поглощения при 3448 см^-1, принадлежащей H₂O,

В последних двух строках табл. 1 для составов

объясняется адсорбцией синтезированным керамиче-

№ 1 (исходный) и 15 (оптимальный) представлены

ским порошком влаги из воздуха. В спектре образца,

содержания легирующих оксидов (мас%). Видно, что

полученного при 700°С, интенсивность неосновных

в оптимальном составе содержание Sb₂O₃ уменьшено

полос поглощения резко снижена, а в спектре образ-

в 1.54 раза, а NiO увеличено в 6.7 раза по сравнению

ца, полученного при 975°С, эти полосы полностью

с исходным составом.

исчезают.

Известно, что свойства варисторной керамики

зависят не только от состава, но и от условий термо-

обработки. С целью повышения напряжения пробоя

керамики с составом № 15 проведены исследования

по зависимости ее свойств от продолжительности

спекания при 975°С. Из данных табл. 2 следует, что

сокращение продолжительности спекания с 4 до

2.5 ч вызывает увеличение U_b с 3.5 до 4.1 кВ·мм^-1,

α с 54 до 65, а I_ут сохраняет исходное значение

(≤0.1 мкА·см^-2). При продолжительности спекания

2 ч I_ут повышается до 0.1-0.2 мкА·см^-2.

Свойства варисторной керамики зависят от

свойств синтезированного керамического порошка.

Из данных табл. 3 следует, что керамический поро-

шок с составом № 15 обладает высокой удельной

поверхностью, поэтому даже после прокалки при

700°С средний размер кристаллитов равен 20 нм.

Синтезированный при 500°С керамический порошок

содержит 0.56 мас% свободного углерода. Прокалка

при 975°С приводит к спеканию порошка, но содер-

жание углерода снижается до 0.01 мас%.

На рис. 1 представлены ИК-спектры образцов по-

рошка с составом № 15. Во всех спектрах основная

полоса поглощения при 421 см^-1 принадлежит ZnO.

В спектре образца, полученного при 500°С, имеют-

ся три полосы поглощения (686, 1396 и 1508 см^-1),

Рис. 1. ИК-спектры образцов порошка состава (мас%):

обусловленные колебаниями анионов NO_3-. Наличие

ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ — 2.62, Al₂O₃ — 4.66,

их связано с образованием во время синтеза керами-

Co₂O₃ — 3.80, NiO — 3.09, полученных при 500 (1),

ческого порошка примесных оксинитратов цинка и

700 (2) и 975°С (3).

Зависимость свойств высоковольтной варисторной ZnO-керамики от содержания оксидов сурьмы и никеля

1155

Таблица 3

Свойства керамического порошка состава, мас%: ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ —2.62, Al₂O₃ — 4.66,

Co₂O₃ — 3.80, NiO —3.09

Термообработка

Удельная поверхность, м²·г^-1

Размер кристаллитов, нм

Содержание углерода, мас%

500

0.56

700

0.08

975

Спекание

—

0.01

Рис. 3. Кривые термогравиметрии-дифференциальной

сканирующей калориметрии нагрева образцов порошка

состава (мас%): ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ — 2.62,

Al₂O₃ — 4.66, Co₂O₃ — 3.80, NiO — 3.09, полученных

при 500 (а) и 700°С (б).

улучшении его кристалличности, появляются слабые

рефлексы шпинелей Zn₇Sb₂O₁₂ и (Zn, Co, Ni)Al₂O₄.

Термообработка при 975°С вызывает формирование

узких рефлексов ZnO, что характеризует его высо-

Рис. 2. Дифрактограммы образцов порошка соста-

кую степень кристалличности, и четкие рефлексы

ва (мас%): ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ — 2.62,

шпинелей.

Al₂O₃ — 4.66, Co₂O₃

— 3.80, NiO — 3.09, полученных

Дифференциально-термический анализ образцов

при 500 (а), 700 (б) и 975°С (в).

порошка с составом № 15 (рис. 3) показал, что при

нагреве до 1000°С образцы, полученные при 500

и 700°С, теряют в весе 5.22 и 1.76 мас% соответ-

Согласно данным рентгенофазового анализа образ-

ственно. Основная часть потерь связана с удалением

цов порошка с составом № 15 (рис. 2) после синтеза

свободной и кристаллогидратной воды. Выделение

при 500°С на дифрактограмме фиксируются только

воды прекращается при 238.9 и 235.8°С соответствен-

широкие рефлексы ZnO. После прокалки при 700°С

но. Дальнейшие потери веса вызваны разложением

рефлексы ZnO сужаются, что свидетельствует об

примесных оксинитратов цинка и легирующих эле-

1156

Громов О. Г. и др.

ментов. Изгибы на кривых ДСК при 796.6 и 789.5°С

Тихомирова Елена Львовна, к.т.н., ORCID: https://

объясняются образованием жидкой фазы, обогащен-

orcid.org/0000-0002-7770-5573

ной Bi₂O₃. Эндотермические эффекты при 964.8 и

Савельев Юрий Алексеевич, ведущий инженер,

970.4°С связаны с процессом разложения Co₃O₄ по

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1756-1966

реакции Co₃O₄ → CoO + O₂.

Выводы

Список литературы

1. Проведены исследования по снижению тока

[1] Гасанли Ш. М., Харирчи Ф., Самедова У. Ф.

Электрофизические свойства варисторов на осно-

утечки высоковольтной варисторной ZnO-керамики

ве оксида цинка с примесями оксидов металлов

путем варьирования содержания оксидов сурьмы и

// Электрон. обраб. материалов. 2016. Т. 52. № 1.

никеля. Керамика с содержанием ZnO 80 мас% полу-

С. 127-131.

чена в системе ZnO-Bi₂O₃-Sb₂O₃-Al₂O₃-Co₃O₄-NiO

[2] Pillai P. C., Kelly J. M. Microstructural analysis of

с использованием синтеза керамических порошков

varistors prepared from nanosize ZnO // Mater.

методом ускоренного сжигания при 500°С и спека-

Sci. Technol. 2004. V. 20. P. 964-968. DOI

нием прессованных образцов при 975°С (изотерми-

10.1179/026708304225019821

ческая выдержка 4 ч).

[3] Pillai P. C., Kelly J. M., McCormackad D. E., Ra-

2. Установлено, что керамика состава (мас%):

meshc R. J. High performance ZnO varistors prepared

ZnO — 80, Bi₂O₃ — 5.83, Sb₂O₃ — 2.62, Al₂O₃ — 4.66,

from nanocrystalline precursors for miniaturised

Co₂O₃ — 3.80, NiO — 3.09 — обладает минимальной

electronic devices // Mater. Chem. 2008. V. 18. P. 3926-

плотностью тока утечки I_ут ≤ 0.1 мкА·см^-2. При этом

3932. DOI: 10.1039/b804793f

[4] Cheng Lihong, Li Guorong, Zheng Liaoying, Jiangtao

U_b = 3.5 кВ·мм^-1, α = 54. Показано, что уменьшение

Zeng. Analysis of High Voltage ZnO Varistor Prepa-

изотермической выдержки до 2.5 ч способствует уве-

red from a Novel Chemically Aided Method // J.

личению U_b до 4.1 кВ·мм^-1 и α до 65, а I_ут сохраняет

Am. Ceram. Soc. 2010. V. 93. N 9. Р. 2522-2525.

исходное минимальное значение. Полученная кера-

DOI:10.1111/j.1551-2916.2010.03865.x

мика перспективна для производства варисторов с

[5] Hembram K., Sivaprahasam D., Rao T. N. Combustion

высокой стабильностью рабочих характеристик.

synthesis of doped nanocrystalline ZnO powders for

varistors applications // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. V. 31.

Благодарности

P. 1905-1913. DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2011.04.005

[6] Ianos R., Laz I., Pacurariua C., Sfirloag P. Aqueous

Выражаем благодарность сотрудникам аналитиче-

combustion synthesis and characterization of ZnO

ской службы ИХТРЭМС О. А. Залкинду и Т. И. Ло-

powders // Mater. Chem. Phys. 2011. V. 129. P. 881-

бачевой за качественное проведение спектрального

886. DOI:10.1016/j.matchemphys.2011.05.038

анализа и определение удельной поверхности об-

[7] Громов О. Г., Тихомирова Е. Л., Савельев Ю. А.

разцов.

Синтез варисторных порошков методом ускорен-

Исследования проведены в рамках выполнения

ного сжигания и свойства керамики на их основе //

государственного задания Министерства образования

ЖПХ. 2017. Т. 90. № 8. С. 1062-1065 [Gromov O. G.,

Tikhomirova E. L., Savel′ev Yu. A. // Russ. J. Appl.

и науки РФ № АААА-А18118022190129-0.

Chem. 2017. V. 90. N 8. P.1293-1295]. DOI:10.1134/

S107042721708016X

Конфликт интересов

[8] Jiang Feng, Peng Zhijian, Zang Yanxu, Fu Xiuli. Prog-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

ress on rare-earth doped ZnO-based varistor materials

ресов, требующего раскрытия в данной работе.

// J. Advanced Ceram. 2013. V. 2 (3). P. 201-212. DOI:

10.1007/s40145-013-0071-z

[9] Sedky A., El-Suheel E. Nonlinear Conduction in Pure

Информация об авторах

and Doped ZnO Varistors // Int. J. Mathematical, Com-

Громов Олег Григорьевич, к.т.н., ORCID: https://

putational, Physical, Electrical Computer Eng. 2012.

orcid.org/0000-0003-2612-4864

V. 6. N 5. Р. 496-502. DOI:10.5281/zenodo.1055849