刘艺 杨佳李兴 谷伟 高志鹏

(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)

微秒脉冲电场下Pb0.99(Zr0.95Ti0.05)0.9∗8Nb0.02O3陶瓷击穿过程电阻变化规律

刘艺 杨佳†李兴 谷伟 高志鹏‡

(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)

(2016年12月12日收到;2017年1月23日收到修改稿)

陶瓷作为应用非常广泛的一种材料,其电击穿问题一直是研究的重点和热点.由于击穿过程涉及热、光、电多场耦合效应,目前还没有一个普适的模型能够解释陶瓷击穿问题.针对此问题进行分析,实验中采用脉冲高压发生装置击穿陶瓷,通过对陶瓷击穿过程中等效电阻的研究,揭示了PZT95/5陶瓷样品体击穿和沿面闪络形成过程的异同.结果显示,在两种击穿模式下,陶瓷样品内部均会在40 ns左右形成导电通道,陶瓷等效电阻急剧下降至105Ω量级;然后体击穿与沿面闪络的导电通道以不同的速率继续扩展;电阻减小速率与导电通道上载流子的浓度有关,二者的等效电阻以不同速率减小,直至导电通道达到稳定.

Pb0.99(Zr0.95Ti0.05)0.98Nb0.02O3,脉冲高压,击穿,等效电阻

1 引言

陶瓷的电击穿现象是在各种高电压设备研制和应用过程中受到广泛关注的问题[1−6].在高电压陶瓷电容器、高压变压器、高压脉冲电源设计中,电击穿问题普遍存在,并且直接影响这些高压器件的可靠性和寿命.电击穿过程是一个非常复杂的物理过程,针对不同的介质特性表现出不同的特点.在前……