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杜邦100CR薄膜耐電暈性能的觀點理論

點擊次數:914    發布日期:2019-01-07   本文鏈接:http://www.miribilla.net/datum/854.html

1995 年美國杜邦公司通過無機摻雜研制出耐電暈聚酰亞胺薄膜( 卡普頓100CR 薄膜) ,該薄膜的耐電暈時間在20 kV/mm 場強下可達105 h,接近云母紙水平。關于該薄膜通過摻雜無機組分提升其耐電暈性能的機理有多說法,主要有以下幾種觀點和理論:

1. 阻止電暈的破壞。電暈放電產生高能電子束、紫外線、臭氧等,對薄膜表面進行侵蝕破壞,使介質表面的有機物發生化學及物理降解,降解的有機物*終作為氣體揮發。隨著老化的進行,薄膜被腐蝕的區域增大并逐漸向內部發展而形成放電通道,并*終發展成貫穿性通道,使薄膜發生擊穿。而無機粒子的存在可以有效阻止延緩電暈對薄膜的破壞,從而提高薄膜的耐電暈性能。

2. 在基體內部形成多核結構。電暈老化過程中,材料的表層以及球形粒子的外層首先遭到破壞,隨著電暈的進一步發展,進入薄膜內部的載流子經過基體和粒子的界面層形成曲折的“之”字形運輸通道,這樣延長了載流子的傳播路徑,同時避免了空間電荷的積累,因而聚酰亞胺材料的耐電暈性能得到了提升。

3. 協同效應。造成聚酰亞胺薄膜的電暈老化擊穿的原因并不是由單一的因素引起的,導致薄膜*終破壞的起因是由電暈放電破壞、熱效應和空間電荷積累共同作用的結果。電暈放電會對薄膜的結構和性能造成明顯的破壞,首先,電暈放電會破壞薄膜表面,造成薄膜的質量損失和薄膜的厚度變薄; 其次,薄膜內部的大量電荷由于無法釋放無形之中使薄膜承受更大的電場強度; *后,在電暈放電過程中釋放大量的熱,對絕緣材料的熱沖擊很嚴重,使之發生熱老化,這些因素造成的綜合效應導致了薄膜電暈擊穿的提前發生。

4. 抑制空間電荷的積聚。當波峰上升速度增加后,空間電荷就會在電極和絕緣材料之間積累,這些積累的空間電荷會使絕緣材料承受更大的電場強度,因而過高的電場強度會使絕緣材料過早發生擊穿破壞。

5. 抑制短時間高溫影響。材料的電暈老化是一個相對較長的過程,而變頻電機中絕緣材料的破壞可以在很短的時間內發生,所以極有可能是電暈放電產生的熱量引起了材料提前老化破壞,而表面無機組分的存在可以起到良好的隔熱作用。



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