聚酰亚胺/纳米氧化钛复合薄膜的介电性能研究

采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料。通过透射电镜研究了纳米TiO2粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态,并在此基础上研究了纳米TiO2填加量对该复合材料介电性能的影响。结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料的体积电阻率和电气强度出现不同程度的劣化,并造成了介电常数和介质损耗因数的增加,但是材料的耐电晕性能显著增强,在12MV/m的电场强度下,纳米TiO2含量15%的PI薄膜的耐电晕寿命为纯PI薄膜的40多倍。     

AgNWs@SiO2/PI复合薄膜制备及性能研究

为了提高聚酰亚胺薄膜热导率的同时维持绝缘性,采用SiO2对AgNWs进行表面绝缘包覆获得AgNWs@SiO2核壳结构,首先通过静电纺丝技术将AgNWs@SiO2分散在聚酰胺酸(PAA)电纺纤维内部,规划导热路径,同时改善AgNWs@SiO2在PI基体中的分散性,再用含AgNWs@SiO2的PAA胶液浸渍PAA电纺膜,热亚胺化后得到E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜.研究其填料改性和含量对复合薄膜导热性能和绝缘性能的影响.结果表明:当填料质量分数为25％时,E-AgNWs/PI和E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜的热导率分别为2.92 W/(m·K)和2.80 W/(m·K),分别是纯PI薄膜的14.6倍和14倍.E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜的介电常数降低至5以下,并且介质损耗因数维持在0.015以下,体积电阻率提升至1.79×1013Ω·m.     

聚酰亚胺/纳米Al2O3复合薄膜的介电性能

为了提高聚酰亚胺(PI)的耐电晕性能,采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料,并采用透射电子显微镜(TEM)对纳米Al2O3的分散状态进行了表征。研究了纳米Al2O3填加量对该复合材料耐电晕性能和其它介电性能的影响,结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,材料的耐电晕性能显著增强,在±910V(双极性)、15kHz条件下,纳米Al2O3质量分数为20%的PI薄膜的耐电晕寿命达到极大值,为纯PI薄膜寿命的25倍,聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料的体积电阻率和击穿场强没有明显的劣化,而相对介电常数和损耗角正切有所增加。     

聚酰亚胺/二维纳米银复合薄膜的介电性能研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺(PI)基二维纳米银复合薄膜。利用扫描电镜(SEM)表征纳米银片的原始尺寸及复合薄膜的断面形貌,采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)分析薄膜的相结构,并测试复合薄膜的介电常数、电导率和介质损耗因数。结果表明:当二维纳米银体积分数为0.3%时,复合薄膜内银片尺寸改变明显,随着体积分数的升高,银片尺寸变化不大;复合薄膜XRD图谱的特征峰与纯聚酰亚胺薄膜和银的特征峰吻合;纳米银片在PI中具有良好的分散性,与PI高分子链形成无机-有机复合结构。纳米银片的加入明显提升复合薄膜的介电常数,银片尺寸对复合薄膜介电性能影响较大;复合薄膜的电导率与介质损耗因数接近纯PI薄膜。     

导电片状镍粉/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

采用原位聚合法合成了导电片状镍粉/聚酰胺(CFNP/PAA)溶液,通过热亚胺化制备了CFNP/PI复合薄膜,对复合薄膜的红外光谱、热性能、力学性能、电性能、表面形貌进行了分析。结果表明:CFNP的加入不影响复合薄膜的亚胺化,随着CFNP含量的增加,CFNP/PI复合薄膜的电气强度和体积电阻率下降,导电能力明显提高,热稳定性提高,力学性能有所下降。当CFNP质量分数为21.5%时,复合薄膜的体积电阻率下降至85Ω·m,达到渗流阈值。     

微电子工业用低介电聚酰亚胺薄膜研究进展

本文从降低PI的分子极化率和单位体积内极化分子密度两个角度出发,综述了近年来低介电常数PI薄膜(主要包括含氟聚酰亚胺和多孔结构聚酰亚胺)的研究进展,重点介绍了添加具有纳米孔洞结构纳米粒子制备低介电常数聚酰亚胺薄膜的研究。评述了现有制备方法的优劣,并展望了低介电常数聚酰亚胺薄膜的发展前景。     

PI/AIN纳米复合薄膜结构与介电性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/氮化铝(PI/AlN)纳米复合薄膜,用小角散射(SAXS)、扫描电镜(SEM)对薄膜进行表征,研究了不同纳米掺杂量对材料电阻率、介电常数(ε)和介质损耗因数(tanδ)的影响.结果表明,随着纳米AlN含量的增加,分形结构由质量分形转变为表面分形,当AlN含量为1％时,复合薄膜的介电常数达到最低值,电阻率提高了一个数量级；介质损耗在低频范围内明显增加；AlN的掺杂提高了纳米复合薄膜的绝缘性能.     

嵌入式电容用钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

对钛酸钡(BT)纳米粒子进行了表面改性,采用原位聚合法将钛酸钡与聚酰亚胺复合制备了高介电BT/PI复合薄膜,为了进一步提高介电性能,将第三组分炭黑掺入其中,并对其进行了红外光谱、扫描电镜(SEM)分析和介电性能测试。结果表明:与未改性的复合薄膜相比,改性后纳米粒子在基体中分散更加均匀,复合薄膜的介电性能明显提高,可用于制备嵌入式电容中的电介质材料。     

改性3-氨丙基三甲氧基硅烷对聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜性能的影响

用正硅酸乙酯(TEOS)和改性3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)作为无机前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)复合薄膜.采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对PI/SiO2纳米复合薄膜进行了表征,讨论了改性APTMOS的加入对PI/SiO2复合薄膜结构和耐电晕性能的影响.结果表明,改性APTMOS的加入明显降低了SiOO2粒子的团聚,并提高了PI/SiO2纳米复合薄膜的耐电晕性能.     

等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响

为提高聚酰亚胺纳米复合薄膜的耐电晕性能,利用大气压空气等离子体和硅烷偶联剂对纳米粒子表面进行改性,通过原位聚合法制备聚酰亚胺纳米复合薄膜,利用傅里叶红外光谱(FTIR)分析等离子体处理对纳米粒子表面化学键的影响,利用扫描电镜(SEM)分析了纳米粒子在薄膜中的分散特性,测试了聚酰亚胺纳米复合薄膜的介电频率谱和耐电晕时间。研究结果表明:纳米粒子经过等离子体处理后,通过氢键在其表面吸附大量的硅烷偶联剂,薄膜内团聚体颗粒大小下降了约60%;复合薄膜的介电常数有所下降,但电导损耗有所增加,纳米复合薄膜耐电晕寿命提高了28.12%。研究发现,等离子体改性纳米粒子后,增强了纳米粒子和聚合物基体的相互作用,提高了界面的耐电晕能力,同时增加了薄膜内界面体积分数,使界面区域介电双层结构发生重叠,提高了薄膜的电导率,促进薄膜内部电荷的消散,从而提高了薄膜的耐电晕寿命。     

材料性质对介质阻挡放电特性的影响

选取三种典型的介质材料：玻璃、环氧、聚四氟乙烯，通过试验研究它们的放电特性和介质厚度对放电特性的影响。结果表明阻挡层介质材料的选取对介质阻挡放电的特性有较大影响。试验和分析结果还显示了这样的规律，即选用介电常数较大、厚度较薄的材料容易产生强烈的放电。在理论上对这一试验结果给出了合理的解释．     

MOCVD (BaxSr1−x)Ti1+yO3+z (BST) thin films for high frequency tunable devices

Abstract

We have investigated the structural and electrical characteristics of (Ba_xSr_1?x)Ti_1+yO_3+z (BST) thin films synthesized at 650°C on Pt/SiO₂/Si substrates using a large area, vertical metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) reactor equipped with a liquid delivery system. Films with a Ba/Sr ratio of 70/30 were studied, as determined using X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and Rutherford backscattering spectrometry (RBS). A substantial reduction of the dielectric loss was achieved when annealing the entire capacitor structure in air at 700°C. Dielectric tunability as high as 2.3:1 was measured for BST capacitors with the currently optimized processing conditions.     

共顶(轴)多介质锥(楔)中球(轴)对称静电场及其一般公式

本文提出并论证了多种介质锥公共锥顶点处点电荷的场是球对称场,多种介质楔公共棱轴处线电荷的场是轴对称场,给出了电位和电场强度的一般公式,并讨论了它们的应用。     

Alternating Current Conduction and Impedance Spectroscopy Analysis on Pulsed Excimer Laser Ablated (Pb,La)TiO 3 Thin Films

Lanthanum doped lead titanate (PLT) thin films were identified as the most potential candidates for the pyroelectric and memory applications. PLT thin films were deposited on Pt coated Si by excimer laser ablation technique. The polarization behavior of PLT thin films has been studied over a temperature range of 300 K to 550 K. A universal power law relation was brought into picture to explain the frequency dependence of ac conductivity. At higher frequency region ac conductivity of PLT thin films become temperature independent. The temperature dependence of ac conductivity and the relaxation time is analyzed in detail. The activation energy obtained from the ac conductivity was attributed to the shallow trap controlled space charge conduction in the bulk of the sample. The impedance analysis for PLT thin films were also performed to get insight of the microscopic parameters, like grain, grain boundary, and film-electrode interface etc. The imaginary component of impedance Z" exhibited different peak maxima at different temperatures. Different types of mechanisms were analyzed in detail to explain the dielectric relaxation behavior in the PLT thin films.     

交联聚乙烯电力电缆的介电损耗机理(英文)

基于电介质物理学经典理论及其在聚合物绝缘材料上的最新发展,阐述绝缘材料的介质损耗机理以及交联聚乙烯电力电缆介电损耗的最新研究进展。通过大量的试验研究,结合等效电路法和微观理论分析,发现了交联聚乙烯电力电缆绝缘系统中在不同频率时起主要作用的3种不同类型的介电损耗,且这些介电损耗共同造成了50 Hz频率电力电缆系统的介电损耗。这一新发现可以帮助电缆制造商提高生产技术,有助于电气工程师更好地了解电力电缆绝缘系统,从而可能减少电力电缆的介电损耗和增加其寿命。     

大型汽轮发电机主绝缘的频域介电响应研究

为研究将频域介电谱法(frequency domain dielectric spectroscopy,FDS)用于发电机绝缘状态无损诊断的可行性,对发电机线棒试品进行多因子加速老化,采用FDS法测量了不同老化程度下发电机定子线棒的介质损耗因数tanδ和相对介电常数ε,建立与常规试验参量介质损耗角正切tanδ和电容C之间的量化关系。结果表明,线棒试品的老化程度对频域谱曲线影响显著,随着老化的进行,tanδ和ε的值增大,低频下增大趋势更加明显,tanδ频谱曲线的损耗峰向高频方向移动;不同老化程度的线棒试品在特征频率处的tanδ与电容C、特征频率处的ε和工频下tanδ满足指数函数关系,研究成果表明FDS技术可用于发电机老化状态的无损诊断。     

介质阻挡放电和介质阻挡电晕放电的特性比较

研究了平板-平板电极和线-管电极两种电极结构的放电特性,通过测量电压-电流波形图及放电发光图比较了它们的区别,并从放电机理角度对试验结果做出了解释。结果表明,平板-平板电极介质阻挡放电表现为微放电脉冲形式,而线-管电极结构介质阻挡电晕放电由于线电极的电晕效应,使得放电更为稳定。     

绝缘介质介电频谱测量方法的研究

绝缘介质的介电频谱是绝缘聚合物研究中非常重要的参数。由于测量原理、测量方法和测量技术的不同,对相同材料的实际测量结果常常有偏差,这给绝缘聚合物的研究带来许多困难。为了得到一个准确的测量结果,利用Agilent 16451B电极夹具配合Agilent 4294A精密阻抗分析仪,采用接触法和非接触法分别对线性低密度聚乙烯(LLDPE)、有机玻璃(PMMA)和聚酰亚胺(PI)薄膜进行介电频谱测试。实验结果表明,非接触法是测量绝缘介质介电频谱较合适的方法,可以获得一个准确的结果。对于工频下的电桥测量,采用专门设计的柔性联接精密接触电极也能得到精确的测量结果。     

应用频域介电谱法的变压器油纸绝缘老化状态评估

通过频域介电谱法(frequency domain dielectric spectroscopy,FDS)测试分别在110和130℃下老化不同程度的变压器油纸绝缘试品的相对介电常数(εr)和介质损耗因数(tanδ),提出利用油纸绝缘试品在特征频率处的εr、tanδ值评估油纸绝缘老化状态的新方法,建立油纸绝缘试品在特征频率处的εr、tanδ与绝缘纸老化状态的量化关系。结果表明FDS低频段对油纸绝缘老化状态反应敏感,不同老化程度油纸绝缘试品在特征频率处的εr和tanδ值与绝缘纸聚合度满足指数函数关系;研究成果为将FDS用于无损诊断变压器老化状态提供参考。     

介质阻挡放电和介质阻挡电晕放电的特性比较

研究了平板-平板电极和线-管电极两种电极结构的放电特性,通过测量电压-电流波形图及放电发光图比较了它们的区别,并从放电机理角度对试验结果做出了解释。结果表明,平板-平板电极介质阻挡放电表现为微放电脉冲形式,而线-管电极结构介质阻挡电晕放电由于线电极的电晕效应,使得放电更为稳定。