聚酰亚胺材料的闪络特性

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2019-09-21 人气: - 评论: 0

  聚酰亚胺是一种优异的电气绝缘材料,有良好的高低温耐受特性,耐受辐照、电晕,抗老化特性好,因此广泛地应用于航空航天领域。目前,地面环境中的介质闪络研究着重于绝缘子闪络,研究不同电极形状、电压类型、不同气体环境等条件下的闪络特性,针对航天器表面的聚酰亚胺材料闪络的公开研究成果较少。在已有文献中,基于二次电子发射雪崩( Secondary Electron Emission Avalanche, SEEA)模型研究了气体解吸附、改性以及电子辐照等因素对闪络的影响机制,但是对于ZnO改性对闪络影响的机理解释较少,对影响材料闪络特性最重要的表面状态没有深入的研究。

  含有微米ZnO 的复合试样深陷阱密度要大于纳米改性聚酰亚胺,但其耐闪络电压特性低于纳米改性聚酰亚胺。这是因为微米颗粒体积较大,与基体聚酰亚胺树脂结合时在界面处易产生宏观性缺陷,容易引发薄弱区域的局部放电;再考虑到改性剂分散的不均匀性更容易导致颗粒附近电场强度产生畸变,容易导致材料的局部放电使得闪络电压降低。

  基于真空沿面闪络测试系统,重点研究了纯聚酰亚胺、ZnO 改性聚酰亚胺以及表面氟化聚酰亚胺试样的直流闪络特性。以二次电子雪崩模型为基础,揭示了材料表面稳定性对闪络发展的影响与抑制真空下聚酰亚胺直流沿面闪络特性的方法。

1)微米与纳米改性整体提高了聚酰亚胺复合材料沿面闪络电压,并且3wt%改性样品闪络电压提升最大。聚酰亚胺基体树脂添加ZnO 粒子后,增强了材料内陷阱对电荷移动的限制作用,同时抑制了气体解吸附和脱气量、降低了二次电子发射系数,因而整体上提高了材料表面稳定性,闪络电压随之上升。

2)表面氟化显著地提高了聚酰亚胺沿面闪络电压。氟化后能极大抑制闪络中二次电子发展,表面氟化层较高的电负性是氟化聚酰亚胺闪络电压上升的关键。

3ZnO 改性和氟化改性都会降低材料电荷的积累,提高材料表面稳定性,从而提高闪络电压。


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