[发明专利]一种耐电晕聚酰亚胺薄膜陷阱分布计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐电晕聚酰亚胺薄膜陷阱分布计算方法。 

背景技术

聚酰亚胺薄膜作为一种特种工程材料，是在20世纪60年代在美国和前苏联军备竞赛及太空发展之下所开发的耐热性树脂，也是被公认为最成功的一种树脂。早期是利用聚酰亚胺优异的耐热性应用在电机当中，提高高温热稳定性。20世纪80年代，由于电子工业的发展，进一步带动了聚酰亚胺的开发，由于其优异的耐热性以及良好的加工性，很快成为半导体组以及电路板构装的一部分。按聚酰亚胺的结构和制备方法可以将其分两大类。一类是主链中含有脂肪族单元的聚酰亚胺，是通过加热芳香族四甲酸与脂肪族二元胺的盐进行缩聚而制得。另一类是主链中含有芳香族单元的聚酰亚胺，这类聚酰亚胺通常是采用两步法合成的。聚酰亚胺是一种综合性能优异的工程材料。由于主链上含有芳香环，它作为先进复合材料基体，具有突出的耐温性能和优异的机械性能，是目前树脂基复合材料中耐温性最高的材料之一，可在555℃短期内保持其物理性能，长期使用温度高达300℃以上，已经广泛用于航天、军事、电子等领域。同时聚酰亚胺还具有突出的电气性能与耐辐射性能，广泛用于封装、涂覆、电机绝缘材料等领域。其中主要产品有杜邦的Kapton、宇部兴产的UPIlex系列和钟渊的APIcal。PI薄膜由于其优异的特性得到长足发展，虽然它的价格较高，但因其性能可靠，工程应用很广泛，受到人们的青睐。但是PI分子主链上一般含有苯环和酰亚胺环结构，由于电子极化和结晶性，致使PI存在较强的分子链间作用，引起PI分子链紧密堆积，从而导致PI明显的吸水性和热膨胀性，致使PI薄膜耐电晕性很弱，这限制了其在高温和精密状态下的应用。 

电气性能的提高成为限制聚酰亚胺薄膜发展的一个重大问题。国内外专家对聚酰亚胺薄膜绝缘失效的机理进行了广泛深入的研究，主要认为局部放电是导致绝缘破坏的主要因素，而且表面电荷、空间电荷的累积等在绝缘失效过程中扮演着较为重要的角色。Bellomo等在研究方波电压下聚酰亚胺的寿命时，发现变频电机中绝缘材料的寿命主要由局部放电所控制。Foulon等人采用针-板电极，对聚酰亚胺薄膜在脉冲条件下进行试验，提出匝间绝缘的破坏是由于空间电荷的作用导致绝缘形成的针孔引起。Kimura.Ken采用电流传感器测量了方波脉冲下聚酰亚胺薄膜的表面放电，认为聚酰亚胺薄膜累积的表面电荷对局部放电有着重要影响。聚酰亚胺薄膜陷阱深度的计算能够帮助我们有效了解聚酰亚胺薄膜俘获电荷能力和表面电荷及空间电荷的积累及消散能力，从而有效评估电荷的耐电性能。本发明提供了一种耐电晕聚酰亚胺薄膜陷阱分布计算方法，通过对耐电晕聚酰亚胺薄膜表面电荷分布及消散计算其陷阱分布。 

(一)目的 

本发明的目的在于提供一种耐电晕聚酰亚胺薄膜陷阱分布计算方法。 

(二)技术方案 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

4.将待测试样在正负直流2-5kV电压下电晕5-30分钟(加压示意图如下图1所示)； 

5.利用表面电位计测量试样表面电位(示意图如下图所示)； 

6.陷阱分布利用如下公式计算： 

E_c-E_m＝kTln(vt)               (1)