KTN晶体在高压直流电场下的介电退化与着色现象

Dielectric Degradation and Coloration of KTN Crystal under High DC Voltage

介电陶瓷或晶体在高压直流电场作用下电导率将会升高，长时间的高压直流电场作用将最终导致电击穿，这就是所谓的介电退化现象。而对于某些介电晶体，在直流电场作用下，可导致晶体变黑不透明。这些都严重影响了材料的应用。本文报道四方相钽铌酸钾（ＫＴＮ）晶体在直流高压电场作用下介电退化与着色的实验结果，并对其机理进行讨论。本文的实验装置是对浸泡在硅油中的四方相掺铁ＫＴＮ晶体样品施加高压电场，在测试其电导率变化的同时观察颜色变化。主要实验结果如下：（１）尽管大多数样品，其电导率在极化过程中都会升高，但是初始电导率较低的样品变化幅度较小，经较长时间的高压极化也不会出现着色及击穿现象。这类晶体利于实用。（２）初始电导率较高的晶体适于本实验的观察和研究。晶体在施加高压电场后，其极化电流持续升高。一定时间以后，靠近正极一端的晶体变黑，黑色区域逐渐向负极推移。随极化电流的增大，晶体往往会在整个区域变黑以前被击穿。（３）在施加高压电场一定时间后将其撤掉，立即检测晶体的电导率变化，发现晶体电导率在停止施加电场后，迅速降低到一饱和值。但该值仍高于初始值。这表明，在极化过程中晶体电导率的升高，既包含电致升高的因素，又包含热致升高的因素。（４）?