加急见刊

脉冲电场下ZnO压敏陶瓷动态击穿过程研究

祝志祥; 张强; 朱思宇; 卢成嘉; 刘艺; 杨佳; 吴超峰; 曹林洪; 王轲; 高志鹏; 朱承治 全球能源互联网研究院有限公司电工新材料研究所; 先进输电技术国家重点实验室; 北京102211; 西南科技大学材料科学与工程学院; 绵阳621000; 中国工程物理研究院流体物理研究所; 冲击波物理与爆轰物理重点实验室; 绵阳621900; 清华大学材料科学与工程学院; 北京100084; 国网浙江省电力有限公司; 杭州310007

摘要：陶瓷电击穿问题涉及热、光、电多场耦合效应,一直是非平衡物理学研究的重点和热点。本工作在不同烧结温度下制备了晶粒尺寸大小不同的氧化锌陶瓷,采用脉冲高压发生装置对陶瓷进行击穿实验,通过对陶瓷击穿过程的分析和对比,研究了ZnO陶瓷体击穿的时间步骤。结果显示,不同晶粒大小的陶瓷击穿过程均在7μs 之内,典型的压降曲线分为三个阶段。第一个阶段对应于材料中的气孔击穿和击穿通道初步形成;第二阶段对应于晶界击穿;第三个阶段是导电通道的完全形成。研究数据显示,晶粒击穿过程的持续时间最长,晶界次之,气孔的击穿时间最短。不同烧结温度下,样品晶界和晶粒的击穿时间以及气孔的击穿速度均存在差异。

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