高耐电性氧化锌陶瓷的微观机理和材料设计研究

氧化锌半导体陶瓷变阻器是一种在特定温度下烧结的具有纳米晶界半导体效应的固态功能陶瓷器件，广泛应用于航空、航天、军民电站保护、抗电磁干扰等设备中。由于其非线性特性来源于Schotteky势垒的雪崩效应，陶瓷变阻器具有纳秒快响应特性和时间重复性。因此，近年来成为尖端武器的外源中子点火系统和抗电磁干扰设备的关键部件。要求氧化锌陶瓷变阻器具有超高电位梯度、轻质、体积小。本项目针对超高耐压的氧化锌陶瓷变阻器的主要技术要求：快响应、超高梯度和大通流，开展高耐电性氧化锌陶瓷的微观机理和材料设计等基础研究。通过计算模拟和实验检验相结合的方法，研究氧化锌晶粒和晶界物质的生长机理以及微观结构对击穿区非线性电导性能的影响。以期对影响氧化锌陶瓷击穿电场的微观结构和物理机制获得明确认识，给出提高击穿电场强度的材料设计方案。研究结果可为我国先进武器设计提供有益的参考，具有重要的理论和应用价值。