聚酰亚胺纳米复合薄膜的耐电晕机理

聚酰亚胺纳米复合薄膜(100CR)具有良好的耐电晕性能,但其耐电晕机理尚缺乏系统研究。为探明添加无机纳米粒子对聚酰亚胺薄膜耐电晕性能的影响,分别从薄膜结构、介电性能、纳米添加剂高热导性能3个方面研究了100CR薄膜的耐电晕机理。实验结果表明:100CR薄膜呈3层结构,无机纳米粒子集中在薄膜表层,对内部聚酰亚胺分子结构起到很好的保护作用;添加纳米粒子可以提高薄膜的介电常数,提高无机纳米粒子-聚合物界面处的势垒高度,减少电荷注入,还可以提高薄膜的电导率和热导率,加快电荷衰减速度,并减小薄膜中的深陷阱密度。此外,100CR薄膜热导率的提高使热量更容易散出,降低了热击穿的危险以及局部放电对绝缘材料的破坏作用,并减小了空间电荷的注入深度和密度。

聚酰亚胺纳米复合薄膜耐电晕机理研究

聚酰亚胺(Polyimide,PI)因其具有良好的热稳定性和优异的耐电晕特性广泛应用于变频电机中,添加纳米粒子可以有效提高PI薄膜的绝缘性能。为了系统的研究PI纳米复合薄膜的耐电晕机理,利用原位聚合法制备了纯PI膜和纳米Al2O3掺杂的PI膜,测试两种薄膜的表面电导率、体积电导率、热失重(TGA)以及高频方波脉冲下的耐电晕时间,并用SEM观测两种薄膜击穿后的表面形貌。结果表明:添加纳米粒子使PI薄膜的电导率、热分解温度和耐电晕时间增加;电晕放电的侵蚀使得两种薄膜表面都出现微孔和沟壑,PI/Al2O3薄膜表面析出纳米粒子;在电晕侵蚀过程中,纳米PI薄膜强的表面电荷扩散能力和高的热稳定性,加上析出的纳米粒子对电子和光子的屏蔽阻挡作用,是PI薄膜耐电晕性能增强的主要原因。