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表层氟化温度对聚乙烯中空间电荷积累的影响

陈暄 安振连 刘晨霞 张冶文 郑飞虎

表层氟化温度对聚乙烯中空间电荷积累的影响

陈暄, 安振连, 刘晨霞, 张冶文, 郑飞虎
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-30
  • 修回日期:  2011-11-25
  • 刊出日期:  2012-07-05

表层氟化温度对聚乙烯中空间电荷积累的影响

  • 1. 同济大学物理系先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092;
  • 2. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
    基金项目: 

    国家自然科学基金项目(批准号: 50977065, 51077101) 与电力设备电气绝缘国家重点实验室(EIPE11210) 资助的课题.

摘要: 在实验室反应釜中于不同的温度(35 ℃, 55 ℃和70 ℃) 下, 以氟气体积浓度为12.5%的氟/氮混合气对热压制备的聚乙烯(PE) 片状试样(厚约0.8 mm) 进行了相同时间(2 h) 的表层氟化改性. 利用压力波法研究了氟化温度对PE中空间电荷积累的影响. 结果显示, 随着氟化温度的提高直流高压作用下的氟化试样中的空间电荷积累明显减少, 这个70 ℃的氟化试样中几乎没有空间电荷. 衰减全反射红外分析表明, 氟化引起了试样表层化学组成的本质变化及氟化度随氟化温度的明显提高. 接触角测量与表面能计算间接地表明了这些氟化层有显著增大的介电常数. 开路热刺激放电电流测量进一步揭示了这些氟化层 不同的电荷捕获特性, 及随着氟化温度的提高氟化层对化学杂质从半导性电极向PE扩散的增强的阻挡特性, 因此表明氟化层中自由体积的相应减小. 表层自由体积的减小对抑制空间电荷的积累, 比介电常数的增大和电荷陷阱的变化起到更加显著的作用.

English Abstract

参考文献 (15)

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