Influence of the experimental set-up and voltage ramp on the dielectric breakdown strength and breakdown site in borosilicate glass
Influence of the experimental set-up and voltage ramp on the dielectric breakdown strength and breakdown site in borosilicate glass
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实验设置和电压斜坡对硼硅酸盐玻璃介电击穿强度和击穿位置的影响
DOI：
10.1016/j.jeurceramsoc.2020.09.060
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发表时间：
2020
影响因子：
5.7
通讯作者：
Schneider
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fischer;Schneider
测量了硼硅酸盐玻璃和氧化铝的介电击穿强度作为不同材料厚度和不同电极配置上的电压斜坡率的函数。虽然这不是一种全新的方法，但通过我们的工作，我们希望强调适当测量设置的重要性，并有助于更好地理解和分析介电击穿。击穿测试的测量通常是微不足道的，并且不同设置的击穿结果的比较是困难的，特别是因为并非所有科学文章都详细介绍了测量方法和所有重要参数，这些参数可能会影响击穿事件。对于本工作中显示的结果，我们主要使用玻璃作为合适的模型材料，并在5 V/s至10，000 V/s范围内的11个不同电压斜坡下使用两种不同的电极设置。我们发现，有一个明确的依赖性的电压斜坡和电极配置的介电击穿强度，以及它应该区分击穿在电极边缘和那些在电极区域内启动。与来自电极边缘的击穿强度相比，在银膏电极内部引发的击穿强度几乎没有分散。
The dielectric breakdown strength of borosilicate glass and alumina was measured as a function of the voltage ramp rate on different material thicknesses and with different electrode configurations. While this is not a completely new approach, with our work we want to highlight the importance of appropriate measurement set-up and contribute to a better understanding and analysis of dielectric breakdown. The measurement of breakdown tests is generally anything but trivial and the comparison of breakdown results for different set-ups is difficult, especially because not all scientific articles go into detail on the measurement method and all the important parameters, which can influence the breakdown event. For the results shown in this work we mainly used glass as a suitable model material and two different electrode setups at eleven different voltage ramps in the range of 5 V/s to 10,000 V/s. We found that there is a clear dependence of the dielectric breakdown strength on the voltage ramp and the electrode configuration as well as it should be distinguished between breakdowns which initiated at electrode edge and those initiated within the electrode area. There is almost no scatter for breakdown strengths which were initiated inside a silver paste electrode in comparison to breakdown strength from the electrode edges.
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