一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法技术

本发明专利技术公开了一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法，首次创新性地使用了分布式电极的方法，将一个大电极分割成一个个小电极，进行伏安特性的测量。并使用固定电流值，测电压值的方法，对每一个电极进行测试，结果反映了该处电阻的大小，且根据电压值大小判断电流分布不均匀性情况。为ZnO压敏电阻的电流分布不均匀性提供了新的且简单有效的表征方法，为检测ZnO压敏电阻的性能提供一个有效途径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法
本专利技术属于电力设备绝缘检测
，涉及一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法。
技术介绍
ZnO压敏电阻由于其优异的非线性伏安特性和大能量吸收能力，成为广泛应用于电力系统、电子器件、通信系统等高中低压系统的过电压保护核心元件。然而，由于实际使用过程中，外界温度较高或者所加电压过大，容易发生大通流能力的恶化等现象，一方面表现在压敏电阻器电学性能蜕变，另一方面表现是材料在大电流情况下的失效(如：电阻片中部贯穿，断裂或者沿面闪络等等)。对失效模式的认识有助于改善压敏电阻的稳定性和可靠性。这些现象的发生部位与ZnO压敏电阻的电流分布位置和均匀性息息相关。为了更好地预防此类现象的产生，通常会通过一系列方法提高ZnO压敏电阻的电流分布均匀性。但是，如何在使用前更好地获得电流分布不均匀性的数据，目前并没有很好的表征方法。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法，该方法简单易行，评估结果可靠，能够反映出压敏电阻电流的分布情况和均匀性。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开了一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法，包括以下步骤：1)准备若干ZnO压敏电阻片，清洗、烘干备用；2)将低温银浆均匀涂覆在步骤1)处理后的ZnO压敏电阻片的上、下表面，然后烘干至银浆完全干燥；3)在经步骤2)处理后的ZnO压敏电阻片上、下表面刻出若干个面积相等、且上、下表面完全对应的正方形电极；4)将经步骤3)处理的ZnO压敏电阻片放入电极支架上，将ZnO压敏电阻片上每一个正方形电极的正面连接电极正极，反面连接电极负极；5)对每一个ZnO压敏电阻片分别施加电流，记录每次电流值达到某一定值时的电压值，比较电压值大小，根据欧姆公式R＝U/I，电压值大的区域说明此处电阻值大，电流分布少，以此表征电流分布情况。优选地，步骤1)中，采用超声机清洗ZnO压敏电阻片表面杂质，然后用烘箱将水分充分烘干。优选地，步骤2)中烘干是在90℃下处理120min。优选地，步骤2)中，涂覆时保证ZnO压敏电阻片表面的银浆涂覆均匀，使电极厚度一致。优选地，所用ZnO压敏电阻片的直径≈99mm，厚度≈22mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开的基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法，首次创新性地使用了分布式电极的方法，将一个大电极分割成一个个小电极，进行伏安特性的测量。并使用固定电流值，测电压值的方法，对每一个电极进行测试，结果反映了该处电阻的大小，且根据电压值大小判断电流分布不均匀性情况。为ZnO压敏电阻的电流分布不均匀性提供了新的且简单有效的表征方法，为检测ZnO压敏电阻的性能提供一个有效途径。附图说明图1为本专利技术分布式电极的实物图，左图表示正极面，右图表示负极面；图2为本专利技术测量电阻片伏安特性的电极支架实物照片；图3为本专利技术实施例1试样A在24.1℃、42.5RH％湿度下，对每个小正方形电极施加10μA和100μA电流时的电压分布图；图4为本专利技术实施例1试样B在24.1℃、42.5RH％湿度下，对每个小正方形电极施加10μA(a)和100μA(b)电流时的电压分布图；图5为本专利技术实施例1试样C在24.1℃、42.5RH％湿度下，对每个小正方形电极施加10μA(a)和100μA(b)电流时的电压分布图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1,，本专利技术是通过将ZnO压敏电阻的电极进行小型化切割，进而测量每一个小电极的伏安特性，以此反映出试样的电流分布不均匀性情况。具体包括以下步骤：1)准备若干ZnO压敏电阻片，清洗、烘干备用；2)将低温银浆均匀涂覆在步骤1)处理后的ZnO压敏电阻片的上、下表面，然后烘干至银浆完全干燥；3)在经步骤2)处理后的ZnO压敏电阻片上、下表面刻出若干个面积相等、且上、下表面完全对应的正方形电极；4)将经步骤3)处理的ZnO压敏电阻片置于电极支架上，使得ZnO压敏电阻片上每一个正方形电极的正面连接电极正极，反面连接电极负极；5)对每一个ZnO压敏电阻片分别施加电流，记录每次电流值达到某一定值时的电压值，比较电压值大小，根据欧姆公式R＝U/I，电压值大的区域说明此处电阻值大，电流分布少，以此表征电流分布情况。参见图2，本专利技术所用到的电极支架的实物照片，电极支架的上、下两个电极分别对应压敏电阻每个分割电极的正、负极。实施例1基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的研究方法，包括以下步骤：1)试样准备：准备ZnO压敏电阻片A，直径Ф≈99mm，厚度≈22mm，清除表面杂质，将电阻片放入超声清洗机清洗，清洗干净后，将电阻片放入烘箱(型号：DELTA-9023)内烘干；2)电极制作：将准备好的低温银浆(型号：DJ912)均匀地涂敷在电阻片表面，上下表面都要涂敷，然后放入烘箱90℃烘120min，直到银浆完全烘干，取出电阻。在电阻表面用工具刻出一个个面积相等，正反两面完全对应的正方形电极，本次实验电极大约有284个，如图1所示；3)伏安特性测量：连接测量电路，将电阻片放入事先准备的电极支架上，正反两面每一个小正方形对应着正负极，正面连接正极，反面连接负极，记录下每一次加的电流值达到10μA和100μA时的电压值。结果参照图3，可以看出试样A的低阈值电压的区域集中在边缘，边缘电流集中，导致边缘容易被破环，且实际使用时也出现边缘容易损坏的现象，与该实验结果吻合。颜色深度由内到外逐渐变浅，说明阈值电压由内到外呈辐射状逐渐减小，电流分布由内到外逐渐增大，呈现有规律的均匀性。实施例2基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的研究方法，包括以下步骤：1)试样准备：准备Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)准备若干ZnO压敏电阻片，清洗、烘干备用；/n2)将低温银浆均匀涂覆在步骤1)处理后的ZnO压敏电阻片的上、下表面，然后烘干至银浆完全干燥；/n3)在经步骤2)处理后的ZnO压敏电阻片上、下表面刻出若干个面积相等、且上、下表面完全对应的正方形电极；/n4)将经步骤3)处理的ZnO压敏电阻片上每一个正方形电极的正面连接电极正极，反面连接电极负极；/n5)对每一个ZnO压敏电阻片分别施加电流，记录每次电流值达到某一定值时的电压值，比较电压值大小，根据欧姆公式R＝U/I，电压值大的区域说明此处电阻值大，电流分布少，以此表征电流分布情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于对ZnO压敏电阻电流均匀性分布的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)准备若干ZnO压敏电阻片，清洗、烘干备用；
2)将低温银浆均匀涂覆在步骤1)处理后的ZnO压敏电阻片的上、下表面，然后烘干至银浆完全干燥；
3)在经步骤2)处理后的ZnO压敏电阻片上、下表面刻出若干个面积相等、且上、下表面完全对应的正方形电极；
4)将经步骤3)处理的ZnO压敏电阻片上每一个正方形电极的正面连接电极正极，反面连接电极负极；
5)对每一个ZnO压敏电阻片分别施加电流，记录每次电流值达到某一定值时的电压值，比较电压值大小，根据欧姆公式R＝U/I，电压值大的区域说明此处电阻值大，电流分布少，以此表征电流分布情况。

【专利技术属性】
技术研发人员：李盛涛，郭齐睿，张磊，王智，孔凡一，刘文凤，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61