本书全面系统地总结了国内外氧化锌电压敏陶瓷的理论研究成果，注意理论与实践的结合，因此总结了氧化锌避雷器和压敏电阻器的关键技术和工程实践经验。它是迄今为止我国**本全面详细论述氧化锌压敏陶瓷形成理论、宏观性能与显微结构（微结构）的关系；以及氧化锌压敏电阻片制造技术（包括：原材料、配方、工艺、工艺装备等）、氧化锌压敏电阻器和避雷器等产品设计、性能测试技术的书籍
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目录
第二版前言
第一版前言
第一篇氧化锌压敏陶瓷基础理论和电气性能
第1章氧化锌压敏陶瓷基础理论3
1.1概述3
1.1.1氧化锌压敏电阻的演变历史与发展3
1.1.2氧化锌压敏陶瓷的制备方法4
1.1.3应用领域的拓展6
1.2氧化锌压敏陶瓷的物理化学和显微结构8
1.2.1氧化锌压敏陶瓷产生压敏性的物理基础8
1.2.2氧化锌压敏陶瓷产生压敏性的化学基础9
1.2.3氧化锌压敏陶瓷产生压敏性的显微结构10
1.3氧化锌压敏陶瓷显微结构中的物相12
1.3.1主晶相——氧化锌晶粒12
1.3.2晶界层13
1.3.3晶界层含有的物相15
1.4晶界势垒与导电机理15
1.4.1导电机理需要解释的基本现象15
1.4.2不同电场区域具有代表性的导电理论模型16
1.4.3耗尽层25
1.4.4块体模型27
1.4.5压敏电阻的等价电路27
1.5晶界势垒的形成28
1.5.1晶界势垒的形成与烧成冷却过程的关系28
1.5.2晶界势垒与添加剂的关系31
1.6氧化锌压敏陶瓷的晶界势垒高度和宽度35
1.6.1漏电流与温度的关系35
1.6.2漏电流与归一化电压的关系及其对耗尽区宽度的估计37
参考文献40
第2章氧化锌压敏陶瓷的电气性能与测试方法43
2.1电压-电流特性43
2.1.1全电压-电流特性43
2.1.2小电流区的交流和直流电压-电流特性45
2.1.3温度特性46
2.1.4几何效应46
2.2介电特性及损耗机理的研究47
2.2.1氧化锌压敏陶瓷材料的介电谱49
2.2.2阻性电流与电容和压敏电压乘积的关系54
2.2.3介电特性与显微结构的关系理论探讨54
2.2.4阻性电流与荷电率的关系56
2.3响应特性56
2.3.1响应现象56
2.3.2等值电路与响应特性的微观机理59
2.4耐受能量冲击特性60
2.4.1能量吸收能力60
2.4.2压敏电阻的可靠性63
2.4.3失效模式72
2.5寿命及其预测72
2.6氧化锌压敏陶瓷蜕变机理的实际研究76
2.6.1氧化锌压敏陶瓷经受电流冲击后伏安特性蜕变规律的实际测试研究76
2.6.2利用热刺激电流对氧化锌压敏陶瓷蜕变机理的研究83
2.6.3氧化锌压敏陶瓷体内冲击时受热过程的研究89
2.6.4晶界温升梯度对界面态的影响91
2.6.5氧化锌压敏陶瓷遭受冲击时的蜕变机理94
参考文献100
第3章氧化锌压敏陶瓷的烧结原理及压敏功能结构的形成103
3.1液相烧结与固相烧结103
3.1.1氧化锌压敏陶瓷的烧结特点103
3.1.2液相的形成104
3.1.3液相传质105
3.1.4晶界相的分布107
3.2致密化过程109
3.2.1坯体的致密化规律111
3.2.2影响致密化的因素111
3.2.3致密化理论分析113
3.3ZnO-Bi2O3二元系统陶瓷的形成机理115
3.3.1ZnO-Bi2O3二元系统相图115
3.3.2ZnO-Bi2O3二元系统的烧成收缩和重量损失116
3.3.3ZnO-Bi2O3二元系统的晶粒尺寸和气孔118
3.4其他二元和三元系统的形成机理120
3.4.1二元系统120
3.4.2三元和多元系统122
3.5典型多元氧化锌压敏陶瓷形成机理的基础研究126
3.5.1晶相组成与相间反应126
3.5.2晶相共生关系的分析131
3.5.3添加剂的作用134
3.5.4实际应用性研究134
3.6晶粒中的次晶界143
3.6.1氧化锌晶粒中的次晶界现象143
3.6.2影响次晶界的因素144
3.6.3次晶界的形成机制145
3.6.4次晶界和主晶界对电气性能的影响149
3.7对氧化锌压敏陶瓷晶界相研究的最新进展153
参考文献159
第4章氧化锌压敏陶瓷的热处理效应和高温热释电现象161
4.1氧化锌压敏陶瓷的热处理效应161
4.1.1热处理工艺对氧化锌压敏陶瓷性能的影响162
4.1.2热处理气氛对氧化锌压敏陶瓷性能的影响165
4.1.3氧在氧化锌压敏陶瓷体中扩散重要性的实验证明167
4.1.4热处理对氧化锌陶瓷压敏性能长期稳定性及对交流漏电流两种分量的影响169
4.1.5氧化锌压敏电阻热处理机理的理论分析181
4.2高温热释电现象189
4.2.1Bi2O3系和Pr2O3系氧化锌压敏陶瓷材料的高温热释电现象190
4.2.2升温对氧化锌压敏陶瓷材料的高温热释电电流的影响190
4.2.3热历史对Bi2O3系和Pr2O3系氧化锌压敏陶瓷材料的高温热释电I-T曲线的影响191
4.2.4氧化锌压敏陶瓷材料的高温热释电现象的分析讨论192
参考文献194
第二篇氧化锌压敏陶瓷电阻片制造工艺
第5章氧化压敏陶瓷制造用原材料及其质量控制199
5.1氧化锌199
5.1.1氧化锌的一般性质199
5.1.2氧化锌的半导体性质200
5.1.3氧化锌的制造方法201
5.1.4氧化锌在氧化锌压敏陶瓷的作用、选择与质量控制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添加物原料的热性能207
5.2.3添加物原料的X射线衍射分析212
5.2.4添加物原料的pH、粒度分布与颗粒形貌214
5.2.5添加物原料的作用220
5.2.6添加物原料的技术要求与质量控制223
5.3有机原材料227
5.3.1聚乙烯醇227
5.3.2分散剂232
5.3.3消泡剂238
5.3.4润滑剂239
5.3.5陶瓷粉体成型专用润滑剂240
5.3.6多功能有机综合添加剂241
5.3.7增塑剂242
5.3.8乙基纤维素243
5.3.9三氯乙烯243
5.4其他材料243
参考文献248
第6章氧化锌避雷器陶瓷电阻片的制造工艺249
6.1氧化锌陶瓷压敏电阻配方与工艺设计原则249
6.1.1根据用途设计配方249
6.1.2根据添加物的作用选择不同添加物成分及添加量249
6.1.3配方与制造工艺的配合265
6.1.4典型的避雷器用氧化锌压敏电阻片的生产工艺流程与工艺装备271
6.2添加剂原料的细化处理与氧化锌混合粉料的制备272
6.2.1添加剂配料与细化处理272
6.2.2添加剂细磨粒度对压敏电阻器主要电气性能的影响279
6.2.3制备氧化锌与添加剂混合浆料的胶体物理化学基础281
6.3氧化锌与添加剂混合喷雾造粒粉料的制备287
6.3.1氧化锌与添加剂混合浆料的制备288
6.3.2喷雾干燥292
6.4粉料含水与坯体成型300
6.4.1含水300
6.4.2干压成型坯体原理及其重要性302
6.4.3坯体干压成型对粉料应具备特性的要求304
6.4.4液压机的加压方式与粉体液压机的选择305
6.4.5坯体密度与成型工艺参数的选择308
6.4.6干压成型用模具311
6.5氧化锌压敏陶瓷的排结合剂与预烧313
6.5.1排除结合剂313
6.5.2坯体的预烧315
6.6无机高阻层318
6.6.1高阻层的粉料配方318
6.6.2高阻层浆料的制备与涂敷工艺324
6.7玻璃釉326
6.8氧化锌压敏陶瓷的烧成328
6.8.1烧成制度的确定应考虑的几个因素328
6.8.2烧成窑炉及钵具330
6.8.3烧成制度331
6.8.4烧成过程的环境气氛335
6.9磨片与清洗337
6.10热处理339
6.10.1热处理对压敏电阻器性能的影响340
6.10.2热处理提高压敏电阻器抗老化及其他性能的原因342
6.11喷镀铝电极347
6.12有机绝缘涂层352
6.13对国内外氧化锌电阻片的解剖分析355
6.13.1对国内外氧化锌电阻片配方成分及性能的解剖分析355
6.13.2对国内外氧化锌电阻片化学成分及瓷体微观结构的分析鉴定360
6.13.3对分析结果的讨论368
6.13.4近十年我国氧化锌电阻片性能水平的提高现状、原因分析和存在的
主要问题373
参考文献375
第三篇氧化锌压敏陶瓷元器件的制造及其应用
第7章氧化锌压敏电阻器制造及其应用379
7.1氧化锌压敏电阻器的原理及应用379
7.1.1氧化锌压敏电阻器的命名379
7.1.2压敏电阻器的压敏原理、应用及发展趋势379
7.1.3我国压敏电阻器工业的发展概况381
7.1.4多层贴装片式压敏电阻器的研究与生产383
7.1.5我国压敏技术的现状和产品水平384
7.2氧化锌压敏电阻器的分类和主要性能参数386
7.2.1压敏电阻器的分类386
7.2.2压敏电阻器性能的主要参数388
7.3氧化锌压敏电阻器的生产工艺及工艺装备389
7.3.1单片式氧化锌压敏电阻器的配方与生产工艺389
7.3.2多层片式压敏电阻器的配方与生产工艺394
7.4氧化锌压敏电阻器芯片的几何效应及其应用399
7.4.1氧化锌压敏电阻器芯片几何效应问题的提出399
7.4.2圆片式氧化锌压敏陶瓷几何效应规律及影响因素400
7.4.3氧化锌压敏陶瓷电气性能产生几何效应的机理403
7.4.4圆片式氧化锌压敏陶瓷几何效应控制及改善途径411
7.5过电压保护器及其应用412
7.5.1产品型号命名方法及分类412
7.5.2各种压敏电阻器的特点及其应用413
7.5.3氧化锌压敏电阻器应用及注意事项416
7.5.4过电压保护器结构及性能参数419
7.5.5雷电过电压保护器的应用与选择421
7.6防雷工程426
7.7多层片式压敏电阻器及其应用427
7.7.1多层片式压敏电阻器的性能特点、分类与选择428
7.7.2多层片式压敏电阻器的应用概况430
7.7.3多层片式压敏电阻器的主要应用领域432
7.7.4多层片式压敏电阻器的应用发展趋势436
7.8氧化锌压敏电阻器的主要性能试验及试验方法437
7.8.1常规试验437
7.8.2抽查试验437
参考文献441
第8章氧化锌避雷器制造及其应用442
8.1概述442
8.1.1避雷器的发展演变历史442
8.1.2我国氧化锌避雷器的研发及运行概况445
8.1.3进口ASEA 500kV氧化锌避雷器退出运行后的解剖分析447
8.1.4压敏电阻器的主要特性451
8.1.5氧化锌避雷器的特点456
8.2氧化锌避雷器的设计458
8.2.1氧化锌避雷器的主要特性参数458
8.2.2氧化锌避雷器的产品分类461
8.2.3氧化锌避雷器的型号461
8.2.4氧化锌避雷器的标准及对产品的技术要求462
8.2.5氧化锌避雷器的结构设计470
8.2.6主要元件的选择与计算474
8.3氧化锌避雷器的装配479
8.4氧化锌避雷器的试验及试验方法482
8.4.1引言482
8.4.2氧化锌避雷器的交流电压试验483
8.4.3氧化锌避雷器的直流电压（电流）试验492
8.4.4氧化锌避雷器的冲击电流冲击电压试验494
8.4.5交流大容量试验505
8.4.6联合试验508
8.4.7密封及机械强度试验514
8.4.8其他试验517
8.4.9有机外套无间隙氧化锌避雷器的试验522
8.4.10氧化锌电阻片主要电气性能测试装备525
8.5氧化锌避雷器的应用527
8.5.1配电和电站用氧化锌避雷器527
8.5.2我国超高压交流电力的建设与发展529
8.5.3我国直流输电的发展及新技术应用概况531
8.5.4线路型氧化锌避雷器532
8.5.5110～500kV GIS用罐式氧化锌避雷器535
8.5.6设备内藏式氧化锌避雷器536
8.5.7线路绝缘子避雷器的开发与应用542
8.5.8电气化铁道用氧化锌避雷器543
8.5.9用氧化锌避雷器限制超高压电网合闸过电压546
8.5.10并联和串联补偿电容器的保护546
8.5.11在静止无功补偿装置中的应用547
8.5.12对超导磁体猝熄保护的应用548
参考文献549
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