外电场下热脉冲法测量聚丙烯薄膜中空间电荷

在传统热脉冲法基础上改进测量回路,实现热脉冲法在外加电场下对固体薄膜电介质中空间电荷分布的测量,在此基础上,提出了数据校正的简便方法.以商用电容器聚丙烯薄膜为例,介绍在外加电场下测量聚丙烯薄膜内部空间电荷分布随时间的变化,展示了空间电荷在聚丙烯薄膜中动态的变化趋势.通过比较不同温度情况下聚丙烯薄膜内部电场分布,分析影响空间电荷积累的两个主要因素：温度、时间,说明在外加电场下热脉冲法测量聚丙烯薄膜内部空间电荷分布简明快速有效.     

CNFs取向对CNFs/LDPE复合材料空间电荷的影响

高压直流电缆绝缘材料中空间电荷特性是制约直流电缆性能的关键因素.聚乙烯纳米复合材料因具有优异的空间电荷抑制特性,而被成功运用于高压直流电缆.本文研究了以半导电料为基体,以CNFs粒子,通过对其进行表面改性,使CNFs在材料中沿磁场方向取向,而后再与LDPE进行复合,制成双层样片.并且使用电声脉冲法（PEA）分析了复合材料在加电压与短路时的空间电荷的分布.研究发现,掺杂浓度与取向对复合材料的空间电荷影响较大.取向CNFs/LDPE半导电层的添加改变了载流子的输运方式,抑制了空间电荷由电极向绝缘层中的注入.这对于取向CNFs/LDPE复合材料在高压直流输电中的应用是非常有意义的.     

CNFs掺杂浓度对CNFs／LDPE复合材料空间电荷的影响

为改善低密度聚乙烯的电学性能,文中将镀镍后的碳纤维添加混入低密度聚乙烯中,通过熔融共混技术,制成CNFs／LDPE半导电层＋绝缘层双层样片．采用电声脉冲法（PEA）测量其空间电荷分布．实验结果表明：随着直流电场的增加,在CNFs／LDPE半导电层＋纯绝缘层双层样片中,当CNFs质量分数低于1％时,CNFs／LDPE半导电层对电场的削弱作用相对较小,样品中残余了相对较多的空间电荷．当CNFs质量分数超过1％时,CNFs／LDPE半导电层的导电机制发生了改变,注入的空间电荷量很少且短路后几乎无残余．尤其是CNFs质量分数为5％时,样品内除阴极附近有微量电荷外,样品内部几乎无空间电荷分布．     

电压反转极性对温度梯度场下聚乙烯内空间电荷的影响

基于电声脉冲空间电荷测量方法,测量了聚乙烯片状试样在常温(△T=0℃)及温度梯度(△T=40℃)下、不同电压极性(±50 MV/m)作用2h过程中聚乙烯内的电荷积聚和场强分布特性,同时测量了加压2h后不同反转极性对温度梯度场下聚乙烯内电荷积聚和瞬态电场的影响.结果表明:无论反转极性如何,最大瞬态电场畸变率近似相同;电压...     

电压稳定剂改善聚乙烯共混材料绝缘性能的研究

为了开发新一代可回收电缆材料,提升其绝缘性能,选取间氨基苯硼酸、2-甲氧基-5-吡啶硼酸和间氨基苯甲酸3种新型电压稳定剂添加入聚乙烯共混物中,分析其对聚乙烯共混物绝缘性能的改善作用及机理。采用溶液法将质量分数为1%的电压稳定剂添加入含质量分数为10%高密度聚乙烯(HDPE)的低密度聚乙烯(LDPE)共混材料,通过热压法制备试样,利用红外光谱、差式扫描量热法、X射线衍射、电树枝起始实验、直流电导率和空间电荷测量对材料进行物理化学分析和电气性能测试。研究结果表明,聚乙烯共混提升了热稳定性和结晶度,添加电压稳定剂后进一步提升了共混物的结晶度,对共混物的熔融特性无明显影响。添加了电压稳定剂的共混物的电树枝起始电压均明显提高,间氨基苯甲酸共混物的电树枝起始电压比LDPE/HDPE共混物提高了47%。电压稳定剂对共混物的直流电导率作用明显,间氨基苯甲酸能够明显降低共混物的直流电导率。3种电压稳定剂对共混物的空间电荷积累具有明显的抑制作用,且添加了间氨基苯硼酸的共混物具有最少的空间电荷积累。陷阱能级和视在迁移率计算发现,添加了电压稳定剂的共混物中浅陷阱密度增加,视在电荷迁移率增大,有利于抑制材料中空间电荷的积累。实验结果可为新一代环保电缆的开发提供一定参考。     

聚合物的空间电荷效应与电击穿机理

本文采用电声脉冲法,实测了聚乙烯试样中空间电荷分布,在特制的试样上,显示了均匀电场中空间电荷在直流击穿和短路击穿中的极性效应.空间电荷效应、交直流叠加和升压速度的实验结果表明,均匀电场中聚乙烯的击穿规律与极不均匀电场中树枝化的特性是一致的,进一步证明了 Budenstein 的实验发现,即均匀电场中聚合物的击穿起始于界面的树枝化.最后,作者用高氏树枝化新理论,对击穿现象作出了满意的解释.     

极性反转时间对聚乙烯中空间电荷及瞬态电场的影响

基于电声脉冲空间电荷测量方法,测量了聚乙烯片状试样在常温(ΔT=0℃)及温度梯度(ΔT=40℃)下、-50kV/mm场强直流预压2h后,分别以不同反转时间(20s,30s,60s)反转到50kV/mm场强,再加压2h过程中的空间电荷变化,以及极性反转过程中最大瞬态电场的变化.结果表明:常温下电压极性反转越快,最大瞬态电场越大;温度梯度下,电压极性反转越快,最大瞬态电场越小;达到最大瞬态电场的时间均随着极性反转时间的增加而逐渐减少.     

半导体微结构间电场的研究

分析了半导体表面空间电荷层对深亚微米、纳米尺度下半导体微结构间电场的影响，并同宏观尺寸下采用的金属极板公式进行了比较．结果表明：当半导体微结构间距离在１ μｍ 以上时，可以忽略半导体表面空间电荷层对微结构间电场的影响；当半导体微结构间距离缩小到亚微米和数十纳米量级时，空间电荷层对微结构间电场分布的影响逐渐增大，此时分析电场一般不能利用金属极板公式．微结构间电场同金属极板近似公式间的相对误差与半导体材料的介电常数、掺杂浓度等因素有关．     

直流电老化低密度聚乙烯的空间电荷陷阱特征

高压直流电缆绝缘材料的老化与空间电荷有密切关系,探索一种能够表征材料老化程度的空间电荷特征参量显得尤为重要。笔者以低密度聚乙烯(LDPE)材料为例,使用电声脉冲法(PEA)研究了直流电老化程度对空间电荷陷阱特征的影响,提出一种离散分布的空间电荷陷阱模型,并基于此模型计算出陷阱特征参数(陷阱深度和陷阱密度)。结果表明随着直流电老化程度的增大,样品内较浅陷阱转化为较深陷阱,并得到老化程度与陷阱深度、陷阱密度的关系,为聚合物材料老化诊断提供参考。     

TPC探测器内空间电荷电场

为了评估时间投影室探测器内空间电荷对漂移电场的影响,根据Green函数法求解Poisson方程,推导和借鉴了数种适用于TPC的Green函数;给出了计算空间电荷电场的解析形式;计算了单元区域内电荷均匀分布的电势和电场强度;展示了求解TPC空间电场的具体步骤。同时,利用Maxwell软件对单元区域内电荷均匀分布的电场进行了仿真,与Green函数法计算的结果基本一致。结果表明:该文给出的Green函数法适合求解TPC内的空间电场,可以获取正确结果,更加简便和实用。     

聚乙烯绝缘中温度梯度效应对直流电场的畸变特性

针对直流电缆内外温差与直流电场共同作用下会影响绝缘材料内部空间电荷分布和电场分布的问题,利用自行研制的温度梯度下的空间电荷测量装置,通过设定不同的上、下电极温度,实现试样上、下表面的不同温差,然后采用阶梯升压方式(10、30、50、70MV/m),测量在不同温度差(ΔT为0～40℃)下聚乙烯中的电场分布,最后得出了温度差和电场分布的关系.结果表明:温度差越大,外施场强越高,试样体内低温侧场强畸变越严重;由于高场强下电极上同极性电荷的注入,加压时间的增加对畸变场强有一定的缓和作用.     

Alkyl Ketene Dimer (AKD) Paper Sizing Efficiency in Term of Fiber Surface Charge

The charge density of cellulose fibers is a key parameter in the papermaking systems,and this is particularly true for the Alkyl Ketene Dimer( AKD) paper sizing.Zeta potential and cationic demand are often used to characterize these charges.Generally,a similar sizing performance would be obtained when the fibers with similar morphology and charge characteristics are used.However,in a mill trial,it was shown that three bleached birch pulp samples,with similar fiber morphology,and zeta potential,had different AKD sizing behaviors.In this study,the surface charges of these pulp samples,measured using the polyelectrolyte titration methods,were investigated.The results showed that lower sizing efficiency of fibers were due to their lower surface charges.It was concluded that the direct measurement of surface charge of cellulose fibers can be more appropriate to evaluate the AKD paper sizing efficiency.     

加压成型工艺提高熔注炸药凝固冷却速率的机理研究

为了揭示加压成型工艺提高装药凝固冷却速率的机理,通过1维导热实验并结合数值反演方法,求解装药与模具间的界面换热系数随凝固冷却时间及成型压的变化规律.研究结果表明,成型压力增加使得装药与模具间的界面换热系数增大,这是加压成型工艺提高装药凝固冷却速率的根本原因.      

介质阻挡放电中的表面电荷

在介质阻挡放电中,计算不同的放电间隙,气压,介电常数和介质厚度等放电条件下的表面电荷量,在VD和SD两种情况下分别进行测量,比较实验和计算结果,并讨论其机理。     

LDPE/沸石分子筛复合膜性能研究

采用熔融共混和挤出吹膜成型工艺方法,制备低密度聚乙烯(LDPE)/沸石分子筛(ZMS)复合膜.对膜试样的力学性能、结晶性能和透湿性能进行测试.采用DSC方法研究试样的结晶性能并用非等温结晶动力学对其进行分析.结果表明:随着ZMS用量的增加,LDPE/ZMS复合膜的拉伸强度及断裂伸长率先略增后呈现降低趋势.ZMS的加入使得LDPE的结晶速率增加,起到了异相成核的作用.随着ZMS用量的增加,复合膜透湿能力逐渐增强.采用修正Ozawa方程的Jeziorny法对复合膜的结晶性能可以进行很好的表征.     

茂金属聚乙烯/高压聚乙烯共混物的结晶行为和力学性能

研究了不同比例共混的茂金属聚乙烯(MPE)和高压聚乙烯(LDPE)样品的结晶行为、结晶形态和力学性能,讨论了共混物组成、升降温速率对样品结晶行为、形态和力学性能的影响,为MPE的加工提供了理论依据.加入少量LDPE,MPE材料的结晶速率、结晶度有所降低,抗张强度、抗撕裂强度降低,但程度均较小.因此加工MPE时,混入少量LDPE,既能改善材料的加工性能,又能保持材料优良的力学性能.     

单靶溅射法制备CIS薄膜

 通过单靶一步溅射再退火的方法,在钠钙玻璃及镀钼玻璃衬底上制备了铜铟硒(CIS)薄膜。通过优化工艺参数,获得了结晶性良好的CIS 薄膜,分析了溅射沉积薄膜时衬底温度及不同退火温度对薄膜结晶性的影响。研究发现,衬底温度为150℃时,退火获得的CIS 薄膜结晶性最好;不同的退火温度对Mo 衬底上的CIS 薄膜结晶性影响不大。结果表明,靶材的致密度对CIS 薄膜性能有较大的影响,说明一步法制备CIS 薄膜对靶材有较高的质量要求。