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ZnO压敏陶瓷缺陷结构表征及冲击老化机理研究

赵学童 李建英 李欢 李盛涛

ZnO压敏陶瓷缺陷结构表征及冲击老化机理研究

赵学童, 李建英, 李欢, 李盛涛
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  • 对多元ZnO压敏陶瓷电阻片进行了多达14000次的大电流冲击老化试验, 通过显微结构、电气性能及介电特性的测量对其缺陷结构进行了表征, 并研究了缺陷结构与大电流冲击老化之间的关系. 试验表明多次大电流冲击老化导致试样的电气性能明显下降, 发现ZnO压敏陶瓷的几何效应不仅受控于晶粒还与晶界密切相关. 另外, 通过介电谱分析观察到ZnO压敏陶瓷存在四种缺陷弛豫过程, 低温-60 ℃下的两个缺陷弛豫峰激活能约为0.24 eV和0.35 eV, 认为它们分别对应着本征的锌填隙缺陷L(Zni··)和氧空位缺陷L(VO·)并且不受冲击老化的影响. 高温80℃以上两个松弛峰的活化能约为0.71 eV和0.84 eV, 认为它们分别对应着非本征的晶间相电子陷阱L(ingr)和晶界处界面态陷阱L(gb). 发现大电流冲击后, 仅界面态陷阱激活能从0.84 eV降低到0.76 eV, 认为界面态陷阱主要控制着ZnO压敏陶瓷的电气性能和稳定性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50977071, 51177121)资助的课题.
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    [8] 成鹏飞, 李盛涛, 李建英. ZnO压敏陶瓷介电损耗的温度谱研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5721-5725. doi: 10.7498/aps.58.5721
    [9] 李盛涛, 成鹏飞, 杨雁, 张乐. ZnO压敏陶瓷电导研究的新方法. 物理学报, 2009, 58(4): 2543-2548. doi: 10.7498/aps.58.2543
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-30
  • 修回日期:  2011-12-31
  • 刊出日期:  2012-08-05

ZnO压敏陶瓷缺陷结构表征及冲击老化机理研究

  • 1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50977071, 51177121)资助的课题.

摘要: 对多元ZnO压敏陶瓷电阻片进行了多达14000次的大电流冲击老化试验, 通过显微结构、电气性能及介电特性的测量对其缺陷结构进行了表征, 并研究了缺陷结构与大电流冲击老化之间的关系. 试验表明多次大电流冲击老化导致试样的电气性能明显下降, 发现ZnO压敏陶瓷的几何效应不仅受控于晶粒还与晶界密切相关. 另外, 通过介电谱分析观察到ZnO压敏陶瓷存在四种缺陷弛豫过程, 低温-60 ℃下的两个缺陷弛豫峰激活能约为0.24 eV和0.35 eV, 认为它们分别对应着本征的锌填隙缺陷L(Zni··)和氧空位缺陷L(VO·)并且不受冲击老化的影响. 高温80℃以上两个松弛峰的活化能约为0.71 eV和0.84 eV, 认为它们分别对应着非本征的晶间相电子陷阱L(ingr)和晶界处界面态陷阱L(gb). 发现大电流冲击后, 仅界面态陷阱激活能从0.84 eV降低到0.76 eV, 认为界面态陷阱主要控制着ZnO压敏陶瓷的电气性能和稳定性.

English Abstract

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