一种用于分析压敏陶瓷缺陷分布的方法及系统与流程

1.本发明涉及压敏陶瓷技术领域，并且更具体地，涉及一种用于分析压敏陶瓷缺陷分布的方法及系统。


背景技术：

2.压敏陶瓷晶界处的双肖特基势垒是其压敏特性的起源，决定着陶瓷的电气性能和运行稳定性。双肖特基势垒由晶界处带负电的受主缺陷界面态和晶粒中的施主缺陷耗尽层形成。目前的研究主要针对缺陷的识别及其浓度表征，但未能涉及各种缺陷分布的检测。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出了一种用于分析压敏陶瓷缺陷分布的方法，包括：
4.将不同掺杂量或制作工艺的压敏陶瓷冷却至第一设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第一介电响应；
5.加热所述压敏陶瓷至第二设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第二介电响应；
6.根据第一介电响应绘制所述压敏陶瓷在第一设定温度的第一频谱图，根据第二介电响应绘制所述压敏陶瓷在第二设定温度的第二频谱图；
7.提取第一频谱图及第二频谱图中损耗峰两侧曲线的斜率，根据斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
8.可选的，第一设定温度的温度值小于第二设定温度的温度值。
9.可选的，斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布，具体为：
10.根据斜率，确定损耗峰左侧上升段的斜率，确定缺陷弛豫长程运动，损耗峰右侧下降段的斜率，确定缺陷弛豫短程运动，根据缺陷弛豫长程运动及缺陷弛豫短程运动，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
11.可选的，第一频谱图及第二频谱图，在双对数坐标中绘制。
12.本发明还提出了一种用于分析压敏陶瓷缺陷分布的系统，包括：
13.第一测量单元，将不同掺杂量或制作工艺的压敏陶瓷冷却至第一设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第一介电响应；
14.第二测量单元，加热所述压敏陶瓷至第二设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第二介电响应；
15.频谱图绘制单元，根据第一介电响应绘制所述压敏陶瓷在第一设定温度的第一频谱图，根据第二介电响应绘制所述压敏陶瓷在第二设定温度的第二频谱图；
16.提取单元，提取第一频谱图及第二频谱图中损耗峰两侧曲线的斜率，根据斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
17.可选的，第一设定温度的温度值小于第二设定温度的温度值。
18.可选的，斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布，具体为：
19.根据斜率，确定损耗峰左侧上升段的斜率，确定缺陷弛豫长程运动，损耗峰右侧下降段的斜率，确定缺陷弛豫短程运动，根据缺陷弛豫长程运动及缺陷弛豫短程运动，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
20.可选的，第一频谱图及第二频谱图，在双对数坐标中绘制。
21.本发明实现了对压敏陶瓷的缺陷分布的表征，为压敏陶瓷老化检测提供了新思路。
附图说明
22.图1为本发明方法的流程图；
23.图2a是不同sb2o3掺杂量zno压敏陶瓷在-100℃下的介电频谱图；
24.图2b是不同sb2o3掺杂量zno压敏陶瓷在200℃下的介电频谱图；
25.图3a是s4压敏陶瓷在-100℃下不同缺陷弛豫损耗峰的拟合结果图；
26.图3b是s4压敏陶瓷在200℃下不同缺陷弛豫损耗峰的拟合结果图；
27.图4为本发明的系统结构图。
具体实施方式
28.现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
29.除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
30.本发明提出了一种用于分析压敏陶瓷缺陷分布的方法，如图1所示，包括：
31.将不同掺杂量或制作工艺的压敏陶瓷冷却至第一设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第一介电响应；
32.加热所述压敏陶瓷至第二设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第二介电响应；
33.根据第一介电响应绘制所述压敏陶瓷在第一设定温度的第一频谱图，根据第二介电响应绘制所述压敏陶瓷在第二设定温度的第二频谱图；
34.提取第一频谱图及第二频谱图中损耗峰两侧曲线的斜率，根据斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
35.其中，第一设定温度的温度值小于第二设定温度的温度值。
36.其中，斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布，具体为：
37.根据斜率，确定损耗峰左侧上升段的斜率，确定缺陷弛豫长程运动，损耗峰右侧下降段的斜率，确定缺陷弛豫短程运动，根据缺陷弛豫长程运动及缺陷弛豫短程运动，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
38.其中，第一频谱图及第二频谱图，在双对数坐标中绘制。
39.下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：
40.具体操作，如下：
41.1、将压敏陶瓷冷却至设定温度，测量设定频率范围内陶瓷的介电响应，即“第一介电响应”；
42.2、加热陶瓷至下一个设定温度，测量设定频率范围内陶瓷的介电响应，即“第二介电响应”；
43.3、在双对数坐标中绘制陶瓷不同温度下的频谱，提取损耗峰两侧曲线的斜率，左侧上升段的斜率反映缺陷弛豫长程运动，右侧下降段反映缺陷弛豫短程运动；
44.4、对不同掺杂量或制作工艺的压敏陶瓷重复1)至3)的步骤测试，得到掺杂量或制作工艺对缺陷分布的影响。
45.以不同sb2o3掺杂量zno压敏陶瓷为例，在-100℃和200℃下测试10-1
～106hz频率范围内的介电响应，如图2a及2b所示，在双对数坐标下分析不同缺陷弛豫损耗峰的参数，如图3a及3b所示，-100℃和200℃下缺陷弛豫损耗峰参数分表如表1和表2所示。
46.表1
[0047][0048]
表2
[0049][0050][0051]
分析结果表明，sb2o3影响本征点缺陷和非本征缺陷的分布。随着sb2o3掺杂量增加，zn
iγ
在松弛过程中的簇间耦合减弱(ma增大)，而簇内耦合加强(na增大)；vo×
的簇间耦合加强(mb减小)，而簇内耦合间弱(nb减小)；晶间相的簇间耦合几乎不受影响(mc变化较小)，但晶间相的簇内耦合越来越强(nc增大)；晶界的簇间耦合减弱(md增大)，而簇内耦合加强(nd增大)。本发明的结果有助于依据掺杂或者制作工艺对zno压敏陶瓷的缺陷分布的影响
规律，改进压敏陶瓷的电气性能。
[0052]
本发明还提出了一种用于分析压敏陶瓷缺陷分布的系统200，如图4所示，包括：
[0053]
第一测量单元201，将不同掺杂量或制作工艺的压敏陶瓷冷却至第一设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第一介电响应；
[0054]
第二测量单元202，加热所述压敏陶瓷至第二设定温度，测量所述压敏陶瓷在设定频率范围内的第二介电响应；
[0055]
频谱图绘制单元203，根据第一介电响应绘制所述压敏陶瓷在第一设定温度的第一频谱图，根据第二介电响应绘制所述压敏陶瓷在第二设定温度的第二频谱图；
[0056]
提取单元204，提取第一频谱图及第二频谱图中损耗峰两侧曲线的斜率，根据斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
[0057]
其中，第一设定温度的温度值小于第二设定温度的温度值。
[0058]
其中，斜率，确定压敏陶瓷的缺陷分布，具体为：
[0059]
根据斜率，确定损耗峰左侧上升段的斜率，确定缺陷弛豫长程运动，损耗峰右侧下降段的斜率，确定缺陷弛豫短程运动，根据缺陷弛豫长程运动及缺陷弛豫短程运动，确定压敏陶瓷的缺陷分布。
[0060]
其中，第一频谱图及第二频谱图，在双对数坐标中绘制。
[0061]
本发明实现了对压敏陶瓷的缺陷分布的表征，为压敏陶瓷老化检测提供了新思路。
[0062]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。
[0063]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0064]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0065]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0066]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造
性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0067]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。