CN109738467B - 一种氧化锌电阻片的成分计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化锌电阻片的成分计算方法，包括：对所述氧化锌电阻片进行拆解，获得胚体、电极、玻璃釉和高阻层；根据预设的扫描路径对所述胚体、电极进行能谱扫描，通过第一方程式和第二方程式获得所述胚体、电极中成分的含量；对所述玻璃釉和高阻层进行XRD测试获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的衍射强度，将所述衍射强度与对应的标准衍射卡中的衍射强度进行对比，即可获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的含量。上述成分计算方法简单有效，精确度高；同时还可以有效的对市场上各种氧化锌电阻片的成分进行计算，有利于分析不同添加剂成分对氧化锌电阻片电气特性的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程领域，更具体地，涉及一种氧化锌电阻片的成分计算方法。
背景技术
氧化锌材料是氧化锌避雷器的核心元件，用于将雷电流导入大地，从而抑制雷电波过电压对电力用户的影响。由氧化锌材料制备而成的氧化锌电阻片，可以在雷电过电压作用的瞬间由高阻态变为低阻态，使大功率电流由氧化锌电阻片流入大地，进而保护电力设备免受雷电流损坏。
目前，市场上的氧化锌电阻片的电气性能有着较大的区别，其配方成分也存在很大的差异。为了更好的优化氧化锌电阻片性能，提升氧化锌电阻片电气性能，有必要针对比各种类型的氧化锌电阻片的成分含量进行比较。然而目前还缺少氧化锌电阻片成分的计算方法。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中缺少氧化锌电阻片成分的计算方法的技术问题，提供一种氧化锌电阻片的成分计算方法。
一种氧化锌电阻片的成分计算方法，包括：
对所述氧化锌电阻片进行拆解，获得胚体、电极、玻璃釉和高阻层；
根据预设的扫描路径对所述胚体、电极进行能谱扫描，通过第一方程式和第二方程式获得所述胚体、电极中成分的含量；其中，所述第一方程式为：
所述第二方程式所得的结果为所述胚体、电极中成分的含量，所述第二方程式为δ*M/(δZn*81)；其中，δ为金属氧化物的能谱积分因子；e为反射强度；n为扫描纵向路径，n≥10；m为扫描横向路径，m≥10；δZn为氧化锌的能谱积分因子；M为金属氧化物的分子量；D表示积分路径的长度
对所述玻璃釉和高阻层进行XRD测试获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的衍射强度，将所述衍射强度与对应的标准衍射卡中的衍射强度进行对比，即可获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的含量。
在其中一个实施例中，所述预设的扫描路径包括：在所述胚体、电极上设置n个位置用于扫描获取形貌图，且在所述胚体、电极上设置m条直线用于进行能谱扫描来获取反射X光强度曲线，其中，n、m均不小于10。
在其中一个实施例中，所述直线贯穿所述形貌图所在的位置。
在其中一个实施例中，所述胚体、电极进行扫描前还包括：对所述胚体、电极进行抛光、研磨、打磨和喷金处理。
在其中一个实施例中，所述玻璃釉和高阻层在进行XRD测试前还包括：对所述玻璃釉、高阻层进行抛光、研磨处理。
在其中一个实施例中，所述胚体、电极、玻璃釉和高阻层进行研磨后的粉体粒径均为8-10μm。
本发明具有的有益效果：
(1)计算方法简单有效，精确度高；
(2)可以有效的对市场上各种氧化锌电阻片的成分进行计算，有利于分析不同添加剂成分对氧化锌电阻片电气特性的影响。
附图说明
图1为氧化锌电阻片的示意图；
图2为氧化锌电阻片的SEM图；
图3为氧化锌电阻片中成分的反射X光曲线图；
图4为氧化锌电阻片的XRD图；
附图标记说明：
其中，1胚体，2电极，3玻璃釉，4高阻层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
一种氧化锌电阻片的成分计算方法，包括：
对所述氧化锌电阻片进行拆解，获得胚体、电极、玻璃釉和高阻层，如图1所示。
进一步的，对胚体、电极、玻璃釉和高阻层进行取样，并对该样品称重。将称重后的样品进行抛光、研磨，即可得到各个样品的粉末，这些粉末的粒径为10μm。
由于胚体及电极的导电性不足，需要在电镜扫描前进气研磨和喷金来增强导电性能，然后根据预设的扫描路径对所述胚体、电极进行能谱扫描。
如图2所示，通过扫描电镜观察到氧化锌电阻片的微观结构图，其中氧化锌电阻片的微观结构由晶粒、晶界以及尖晶石组成，图上的虚线为预设的扫描路径，该预设的扫描路径为在所述胚体、电极上设置10个位置用于扫描获取形貌图，且在所述胚体、电极上设置10条直线用于进行能谱扫描来获取反射X光强度曲线。另外，从图2中可以看出，横线虚线贯穿纵向虚线且两者相互垂直。
如图3所示，该图为氧化锌电阻片各微观结构中的组分的反射强度，其中x表示扫描距离，纵坐标e表示反射强度。
进一步的，通过第一方程式和第二方程式获得所述胚体、电极中成分的含量。
具体的，第一方程式为
第二方程式为δ*M/(δZn*81)。其中，δ为金属氧化的能谱积分因子，e为反射强度，n为扫描纵向路径，n≥10；m为扫描横向路径，m≥10；δZn为氧化锌的能谱积分因子；M为金属氧化物的分子量；D表示积分路径的长度。
通过SEM电镜可以计算得到氧化锌电阻片中金属氧化物的含量，具体如下：
对于某种氧化锌电阻片材料样品，通过SEM电镜测量得到氧化锌ZnO的能谱积分因子为6000cd*μm，SEM电镜测量得到的金属锰(Mn)的能谱积分因子为50cd*μm。其中cd表示坎德拉，为反射光光强单位，μm表示微米，长度单位。则待测样品中能谱积分因子之间的比值为：
δMn/δZn＝50/6000＝1/120
其中，能谱积分因子之比即等于元素原子量之比。
已知Mn的常见金属氧化物为二氧化锰MnO2，其分子量M＝88，氧化锌分子量为81。则1kg氧化锌粉末应当混合的二氧化锰MnO2的质量为0.00905kg。
对所述单位质量(1kg)玻璃釉和高阻层进行XRD测试获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的衍射强度，将所述衍射强度与对应的标准衍射卡中的衍射强度进行对比，即可获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的含量。
具体的，如图4所示，该图为氧化锌电阻片的XRD图，其中横坐标表示衍射角度，纵坐标表示衍射强度，三角形和矩形分别表示不同的化合物的衍射峰。经过XRD的测试，可以获得玻璃釉和高阻层中的化合物含量。如图4所示，三角形和矩形分别对应于不同化合物的衍射光谱。化合物j和i经XRD测量获得的衍射强度为
可以查询标准XRD衍射卡中单位质量的化合物j和i的衍射强度为
和
通过
即可获得样品中化合物j的质量为
即可获得样品中化合物i的质量为
本发明具有的有益效果：
(1)计算方法简单有效，精确度高；
(2)可以有效的对市场上各种氧化锌电阻片的成分进行计算，有利于分析不同添加剂成分对氧化锌电阻片电气特性的影响。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种氧化锌电阻片的成分计算方法，其特征在于，包括：
对所述氧化锌电阻片进行拆解，获得胚体、电极、玻璃釉和高阻层；
根据预设的扫描路径对所述胚体、电极进行能谱扫描，通过第一方程式和第二方程式获得所述胚体、电极中金属氧化物的含量；其中，所述第一方程式为：
所述第二方程式所得的结果为所述胚体、电极中金属氧化物的含量，所述第二方程式为δ*M/（δZn*81）；其中，δ为金属氧化物的能谱积分因子；e为反射强度；n为扫描纵向路径，n≥10；m为扫描横向路径，m≥10；δZn为氧化锌的能谱积分因子；M为金属氧化物的分子量；D表示积分路径的长度；
对所述玻璃釉和高阻层进行XRD测试获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的衍射强度，将所述衍射强度与对应的标准衍射卡中的衍射强度进行对比，即可获得所述玻璃釉、高阻层中各成分的含量。
2.根据权利要求1所述的成分计算方法，其特征在于，所述预设的扫描路径包括：在所述胚体、电极上设置n个位置用于扫描获取形貌图，且在所述胚体、电极上设置m条直线用于进行能谱扫描来获取反射X光强度曲线，其中，n、m均不小于10。
3.根据权利要求2所述的成分计算方法，其特征在于，所述直线贯穿所述形貌图所在的位置。
4.根据权利要求1所述的成分计算方法，其特征在于，所述胚体、电极进行扫描前还包括：对所述胚体、电极进行抛光、研磨、打磨和喷金处理。
5.根据权利要求4所述的成分计算方法，其特征在于，所述胚体、电极进行研磨后的粉体粒径均为8-10μm。
6.根据权利要求1所述的成分计算方法，其特征在于，所述玻璃釉和高阻层在进行XRD测试前还包括：对所述玻璃釉、高阻层进行抛光、研磨处理。
7.根据权利要求6所述的成分计算方法，其特征在于，所述玻璃釉和高阻层进行研磨后的粉体粒径均为8-10μm。
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