[发明专利]一种氧化锌压敏电阻单晶界老化特性的测试方法

摘要

本发明涉及一种氧化锌压敏电阻单晶界老化特性的测试方法，属于电工材料技术领域。首先制备了具有双晶结构的氧化锌样品；然后针对氧化锌样品进行电、热或电热共存的老化，并在老化过程中进行电声脉冲法空间电荷测量，从而得到不同老化程度时氧化锌样品的晶界临近区域空间电荷的分布情况。本发明的老化特性测试方法可在老化过程中直接观测到氧化锌压敏电阻内部的带电离子迁移与中和，从而得到氧化锌压敏电阻的单晶界老化特性。

主权项

1.一种氧化锌压敏电阻单晶界老化特性的测试方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）制备用于空间电荷测量的具有双晶结构的氧化锌样品：（1-1）制备一块长为20毫米、宽为20毫米、高为2毫米的氧化锌单晶，对氧化锌单晶的用于接触掺杂薄层的接触面打磨成镜面态，氧化锌单晶的接触面晶轴取向为[0001]、[11-20]或[10-10]；（1-2）制备流延浆料，流延浆料中各组分的质量百分比为：上述金属氧化物混合粉料中，各组分的质量百分比为：将用于制备流延浆料的上述组分混合并球磨6～12小时，得到混合均匀的水基浆料。（1-3）采用水基流延的方法，用上述流延浆料制备厚度为50～200微米的掺杂薄膜，在60～80℃温度下干燥4～6小时，将得到的掺杂薄膜切割成与氧化锌单晶的上述接触面相同面积的小块；（1-4）将上述制备的氧化锌单晶与上述掺杂薄膜小块相叠，制成一个ZnO单晶—掺杂薄膜—ZnO单晶的三明治结构，其中掺杂薄膜与上述接触面紧密贴合，并使两个ZnO单晶中的一个ZnO单晶相对于掺杂薄膜和另一个ZnO单晶共轴旋转0～90°，得到具有不同共格晶界类型的双晶结构ZnO样品；（1-5）将上述ZnO样品置于磨具中，加热至1050℃，保温60分钟后，随炉冷却；（2）对上述氧化锌样品的上下表面持续施加1～3V的直流偏压，并使环境温度从0～80℃逐渐升温，每隔10分钟，对氧化锌样品的上下表面施加脉冲宽度为1～10纳秒、幅值为10～100伏的电脉冲，采用电声脉冲法测量氧化锌样品内部的空间电荷分布，得到跟测量时间的氧化锌样品的空间电荷分布信号；（3）将上述空间电荷分布信号进行去噪、去卷积处理，并从各测量时间的空间电荷分布信号中截取晶界临近区域的信号，根据晶界临近区域信号中氧化锌样品内不同位置的空间电荷幅值的减小，观测氧化锌样品内部的带电离子的迁移与中和，从而得到氧化锌压敏电阻的单晶界老化特性。