[发明专利]用于ZnO陶瓷点缺陷结构检测的温差电势电流方法

说明书

技术领域

本发明属于电工电子材料检测方法技术领域，涉及一种用于ZnO 陶瓷点缺陷结构检测的温差电势电流方法。

背景技术

目前流行的各种点缺陷检测方法往往需要借助大型的专用设备才能实施，如：深能级瞬态谱、介电谱、热刺激电流、霍尔效应、光致发光谱等，由于专用设备的价格非常高，导致其测试费用都很昂贵。

经过不断的探索，研究者发现在温度梯度作用下，半导体陶瓷中会形成温差电势电流，通过分析温差电势电流的方向和电导活化能的大小，就能确定半导体陶瓷的点缺陷结构。该方法属于无损检测，具有不损坏试样、原理简单、费用低廉、不必采用大型专用设备、操作简单及数据处理方便的优点；特别是在检测过程中只要提供足够的温度及温度梯度，基本上各种点缺陷均能被检测到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于ZnO陶瓷点缺陷结构检测的温差电势电流方法，通过对待检测的ZnO陶瓷施加温度梯度形成温差电势电流，实现了对ZnO陶瓷本征点缺陷结构的准确检测。

本发明所采用的技术方案在于，用于ZnO陶瓷点缺陷结构检测的温差电势电流方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按照传统电子陶瓷工艺，先将待测纯度的ZnO粉末压制成圆片状的ZnO生坯，再对ZnO生坯依次进行烧结、及表面被银电极处理，得到表面含银电极的ZnO陶瓷圆片；

步骤2、制备温差电势电流测试线；

步骤3、将步骤1中得到的表面含银电极的ZnO陶瓷圆片、步骤 2得到的温差电势电流测试线与微安表、氧化铝单晶体薄片结合，构成待测体；

步骤4、经步骤3得到待测体后，将待测体放置于一块金属板上，然后将金属板置于加热装置上，将加热装置通过导线与一个控温系统连接；同时在待测体的上表面设置降温装置；

步骤5、经步骤4后，分别启动降温装置和加热装置，使得待测体的上表面和下表面之间形成所需温度差；

步骤6、经步骤5后，利用微安表检测并记录数据；

步骤7、根据步骤6记录的数据，对温差电势电流及载流子类型进行判断。

步骤8、经步骤7后，通过温差电势电流计算电导活化能，根据得到的电导活化能对点缺陷种类进行判断，完成ZnO陶瓷点缺陷结构的检测。

本发明的特点还在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、制备圆片状的ZnO生坯；

步骤1.2、将经步骤1.1得到的圆片状ZnO生坯放置于烧结炉内，于1130℃～1170℃条件下烧结1.5h～2.5h，烧结好后随炉自然降温至 100℃以下，得到横截面直径为10mm～12mm，厚度为1mm～1.4mm 的ZnO陶瓷圆片；

步骤1.3、经步骤1.2得到ZnO陶瓷圆片后，对ZnO陶瓷圆片进行表面被银电极处理，得到表面含银电极的ZnO陶瓷圆片：

步骤1.3.1、经步骤1.2得到ZnO陶瓷圆片后，采用银膏均匀涂抹ZnO陶瓷圆片的上下表面各三次，每涂抹一次银膏后都要用烘箱将ZnO陶瓷圆片上下表面的银膏烘干，烘干之后再进行下一次银膏涂抹，直至完成三次银膏涂抹；

步骤1.3.2、将经步骤1.3.1处理后的ZnO陶瓷圆片放置于烧结炉内，于500℃～600℃条件下烧结25min～35min，得到表面含银电极的 ZnO陶瓷圆片。

步骤1.1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1.1、称取100g待测纯度的ZnO粉末，并将称取的ZnO 粉末与氧化锆球一起加入球磨机内，向球磨机中添加去离子水后对 ZnO粉末进行球磨处理，球磨时间为18h～22h，得到ZnO细粉；

在球磨工艺中，ZnO粉末、氧化锆球、去离子水的质量比为1： 2.5～3.5：0.25～0.75；

步骤1.1.2、将经步骤1.1.1球磨后得到的ZnO细粉放置于电热恒温干燥箱内，于90℃～110℃条件下烘干，得到干燥的ZnO细粉；

步骤1.1.3、取粘结剂加入到经步骤1.1.2得到的ZnO细粉中，依次进行造粒、压片处理，得到横截面直径为12mm～14mm，厚度为 2mm～3mm的圆片状ZnO生坯；

粘结剂采用的是聚乙烯醇PVA，聚乙烯醇的用量为干燥的ZnO 细粉质量的1％。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、在耐1000℃高温的高温引线外表面均匀涂抹银膏三遍，每涂抹完一遍银膏后要将高温引线放置于烘箱内，使附着于高温引线外的银膏充分烘干，然后再涂抹下一遍，直至完成三遍银膏涂抹；