采用传统固相法制备稀土氧化物La2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明, 随着La2O3掺杂量的增加, ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增, 非线性系数先增加后减小, 而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。综合衡量ZnO压敏电阻的各项性能指标发现, 在1 000 ℃烧结温度下, La2O3的质量分数为0.25%时, ZnO压敏电阻的综合性能最好, 其电位梯度为532.2 V/mm, 非线性系数为41.6, 漏电流为3.3 μA。

研制了80 kV可调节高压脉冲方波电源系统以对ZnO样品特性进行测试，实现电源输出脉宽、重复频率、运行时间可调。系统采用人工形成线、脉冲变压器加可调节负载电阻等技术路线，实现了高压方波脉冲的输出；采用高速数据I/O卡产生序列脉冲信号控制两个火花间隙开关的通断，对人工形成线形成的方波进行截尾，实现了输出方波宽度可调；利用Labview中的图形化控件，编写友好简洁的计算机控制界面；采用光电隔离、光纤传输和供电隔离等一系列措施，提高触发控制系统的抗干扰能力。实验结果表明，最终电源输出电压幅值超过80 kV，输出方波脉冲宽度超过25 μs，脉冲前沿小于0.7 μs，并且输出电压幅值可调，脉冲宽度在输出范围内可连续调节。利用该电源对ZnO压敏电阻样品进行了测试，得到了较好的ZnO压敏电阻非线性伏安特性曲线。