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近些年来,聚合物电介质材料中的空间电荷问题一直都是相关研究人员非常关注的焦点问题。因此,对电介质材料中电荷陷阱能谱的分布进行科学准确的表征,对改进和提高电介质材料的性能及其应用水平都有着极为重要的科学意义和实用价值。 本文利用光激放电(Photo stimulated discharge-PSD)的原理测试聚合物电介质材料中陷阱能谱的分布,具体完成以下工作: 搭建一个可以实现在不同温度下进行PSD测试的实验平台。设计可调节的恒温样品室,可以得到不同温度下被测样品的陷阱能谱分布情况;利用PSD与热激电流(Thermally stimulated current-TSC)方法相结合,探究TSC方法中环境温度的升高对电介质材料的电荷陷阱结构的影响。研究表明,针对同一被测样品,TSC方法测量的陷阱深度比PSD方法浅得多,经分析,由于电荷陷阱受到热运动的侵蚀作用,TSC方法所测得的陷阱深度仅仅是一个视在值,而实际上,不论是经过热激发还是光激发,所测电流均来源于同一个陷阱,TSC方法中的热激发不仅使受陷电荷受到激发,而且使陷阱的本身也变浅了。所以,PSD方法更能够真实的反映出聚合物材料陷阱的本征特性。 最后采用PSD测试装置测量纯聚乙烯和掺杂5%MgO的聚乙烯在不同老化时间的PSD能谱。研究表明,纯聚乙烯在老化过程中产生大量的自由基,自由基能够引入深陷阱,而掺入杂质MgO后可以有效地抑制从电极注入电荷的移动,从而达到改善聚乙烯内部电场畸变的作用。