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聚酰亚胺电导率随温度和电场强度的变化规律

王松 武占成 唐小金 孙永卫 易忠

聚酰亚胺电导率随温度和电场强度的变化规律

王松, 武占成, 唐小金, 孙永卫, 易忠
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  • 介质深层充电对航天器安全运行构成了重大威胁. 以聚酰亚胺为代表的此类聚合物绝缘介质的电导率受温度影响显著, 又因为充电过程中局部产生强电场(107 V/m量级), 因此, 其电导率模型需要综合考虑温度和强电场的影响, 这对介质深层充电的仿真评估意义重大. 已有的两类模型, 不是低温区间不适用, 就是没有充分考虑强电场的影响. 基于跳跃电导理论, 本文分析对比了现有电导率模型, 提出了适用于较宽温度范围且合理考虑强电场增强效应的电导率新模型, 并采用某型聚酰亚胺电导率测试数据做出验证. 此外, 为了提高新模型在强电场下的低温适用范围, 尝试对强电场因子中的温度做变换, 取得了满意的效果. 参数敏感度分析表明新模型在电导率拟合与外推方面具有参数少、适用性强的优势.
      通信作者: 王松, 735314535@qq.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51577190)资助的课题.
    [1]

    Li G C. Min D M, Li S T, Zheng X Q, Ru J S 2014 Acta Phys. Sin. 63 209401 (in Chinese) [李国倡, 闵道敏, 李盛涛, 郑晓泉, 茹佳胜 2014 物理学报 63 209401]

    [2]

    Wrenn G L, Wrenn 1995 Journal of Spacecraft and Rockets 32 514

    [3]

    Han J W, Huang J G, Liu Z, Wang S 2005 Journal of Spacecraft and Rockets 42 1061

    [4]

    Guo X, Guo C W, Chen Y, Su Z P 2014 Chinese physics B 23 076403

    [5]

    Dennison J R, Brunson J 2008 IEEE Transactions on Plasma Science 36 2246

    [6]

    Frederickson A R, Dennison J R 2003 IEEE Transactions on Nuclear Science 50 2284

    [7]

    Frederickson A R, Benson C E, Bockman J F 2003 Nuclear Instruments and Methods Physics Research B 208 454

    [8]

    Rodgers D J, Ryden K A, Latham P M 1998 Engineering tools for internal charging: final report, ESA contract 12115/96/NL/JG(SC), 1998

    [9]

    Rodgers D J, Ryden K A, Wrerm G L 2003 Materials in a Space Environment 540 609

    [10]

    Sorensen J, Rodgers D J 2000 IEEE Transactions on nuclear science 47 491

    [11]

    Jun I, Garrett H B, Kim W 2008 IEEE Transactions on Plasma Science 36 2467

    [12]

    Yi Z, Wang S, Tang X J, Wu Z C 2015 Acta Phys. Sin. 64 125201 (in Chinese) [易忠, 王松, 唐小金, 武占成 2015 物理学报 64 125201]

    [13]

    Wang S, Yi Z, Tang X J, Wu Z C 2015 High Voltage engineering 41 687 (in Chinese) [王松, 易忠, 唐小金, 武占成 2015 高电压技术 41 687]

    [14]

    Tang X J, Yi Z, Meng L F, Liu Y N, Zhang C, Huang J G, Wang Z H 2013 IEEE Transactions on Plasma Science 41 3448

    [15]

    Yi Z, Meng L F, Tang X J, Yuan X X 2007 10th spacecraft charging technology conference

    [16]

    Li S T, Li G C, Min D M, Zhao N 2013 Acta Phys. Sin. 62 059401 (in Chinese) [李盛涛, 李国倡, 闵道敏, 赵妮 2013 物理学报 62 059401]

    [17]

    Wintle H J 1983 Conduction processes in polymers, Engineering Dielectrics Volume IIA Electrical Properties of Solid Insulating Materials: Molecular Structure and Behaviour, pp239-354, R. Bartnikas and R. M. Eichorn, (eds)., ASTM Special Technical Publication 783, ASTM, 1983

    [18]

    Mott N F, Davis E A 1979 Electronic Processes in Non-Crystalline Materials, 2 nd ed (Oxford Univ. Press, Oxford, U. K.)

    [19]

    Mott N F 1969 Phil. Mag. 19 835

    [20]

    Amos A T, Crispin R J 1975 J. Chem. Phys. 63 1890

    [21]

    Apsley N, Hughes P H 1975 Philos. Mag. 31 1327

    [22]

    Apsley N, Hughes P H 1974 Philos. Mag. 30 963

    [23]

    Dennison J R, Sim A, Brunson J, Gillespie J, Hart S, Dekany J, Sim C, Arnfield a D. January 2009 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition, AIAA 2009-562, Orlando, Florida,

    [24]

    Adamec V, Calderwood J H 1975 J. Phys. D: Appl. Phys. 8 551

    [25]

    Minow J I 2007 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada.

  • [1]

    Li G C. Min D M, Li S T, Zheng X Q, Ru J S 2014 Acta Phys. Sin. 63 209401 (in Chinese) [李国倡, 闵道敏, 李盛涛, 郑晓泉, 茹佳胜 2014 物理学报 63 209401]

    [2]

    Wrenn G L, Wrenn 1995 Journal of Spacecraft and Rockets 32 514

    [3]

    Han J W, Huang J G, Liu Z, Wang S 2005 Journal of Spacecraft and Rockets 42 1061

    [4]

    Guo X, Guo C W, Chen Y, Su Z P 2014 Chinese physics B 23 076403

    [5]

    Dennison J R, Brunson J 2008 IEEE Transactions on Plasma Science 36 2246

    [6]

    Frederickson A R, Dennison J R 2003 IEEE Transactions on Nuclear Science 50 2284

    [7]

    Frederickson A R, Benson C E, Bockman J F 2003 Nuclear Instruments and Methods Physics Research B 208 454

    [8]

    Rodgers D J, Ryden K A, Latham P M 1998 Engineering tools for internal charging: final report, ESA contract 12115/96/NL/JG(SC), 1998

    [9]

    Rodgers D J, Ryden K A, Wrerm G L 2003 Materials in a Space Environment 540 609

    [10]

    Sorensen J, Rodgers D J 2000 IEEE Transactions on nuclear science 47 491

    [11]

    Jun I, Garrett H B, Kim W 2008 IEEE Transactions on Plasma Science 36 2467

    [12]

    Yi Z, Wang S, Tang X J, Wu Z C 2015 Acta Phys. Sin. 64 125201 (in Chinese) [易忠, 王松, 唐小金, 武占成 2015 物理学报 64 125201]

    [13]

    Wang S, Yi Z, Tang X J, Wu Z C 2015 High Voltage engineering 41 687 (in Chinese) [王松, 易忠, 唐小金, 武占成 2015 高电压技术 41 687]

    [14]

    Tang X J, Yi Z, Meng L F, Liu Y N, Zhang C, Huang J G, Wang Z H 2013 IEEE Transactions on Plasma Science 41 3448

    [15]

    Yi Z, Meng L F, Tang X J, Yuan X X 2007 10th spacecraft charging technology conference

    [16]

    Li S T, Li G C, Min D M, Zhao N 2013 Acta Phys. Sin. 62 059401 (in Chinese) [李盛涛, 李国倡, 闵道敏, 赵妮 2013 物理学报 62 059401]

    [17]

    Wintle H J 1983 Conduction processes in polymers, Engineering Dielectrics Volume IIA Electrical Properties of Solid Insulating Materials: Molecular Structure and Behaviour, pp239-354, R. Bartnikas and R. M. Eichorn, (eds)., ASTM Special Technical Publication 783, ASTM, 1983

    [18]

    Mott N F, Davis E A 1979 Electronic Processes in Non-Crystalline Materials, 2 nd ed (Oxford Univ. Press, Oxford, U. K.)

    [19]

    Mott N F 1969 Phil. Mag. 19 835

    [20]

    Amos A T, Crispin R J 1975 J. Chem. Phys. 63 1890

    [21]

    Apsley N, Hughes P H 1975 Philos. Mag. 31 1327

    [22]

    Apsley N, Hughes P H 1974 Philos. Mag. 30 963

    [23]

    Dennison J R, Sim A, Brunson J, Gillespie J, Hart S, Dekany J, Sim C, Arnfield a D. January 2009 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition, AIAA 2009-562, Orlando, Florida,

    [24]

    Adamec V, Calderwood J H 1975 J. Phys. D: Appl. Phys. 8 551

    [25]

    Minow J I 2007 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada.

  • [1] 潘军廷, 张宏. 极化电场对可激发介质中螺旋波的控制. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191934
    [2] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [3] 吴雨明, 丁霄, 王任, 王秉中. 基于等效介质原理的宽角超材料吸波体的理论分析. 物理学报, 2020, 69(5): 054202. doi: 10.7498/aps.69.20191732
    [4] 刘文姝, 高润亮, 冯红梅, 刘悦悦, 黄怡, 王建波, 刘青芳. 真空磁场热处理温度对不同厚度的Ni88Cu12薄膜畴结构及磁性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191942
    [5] 徐贤达, 赵磊, 孙伟峰. 石墨烯纳米网电导特性的能带机理第一原理. 物理学报, 2020, 69(4): 047101. doi: 10.7498/aps.69.20190657
    [6] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [7] 刘祥, 米文博. Verwey相变处Fe3O4的结构、磁性和电输运特性. 物理学报, 2020, 69(4): 040505. doi: 10.7498/aps.69.20191763
    [8] 朱肖丽, 胡耀垓, 赵正予, 张援农. 钡和铯释放的电离层扰动效应对比. 物理学报, 2020, 69(2): 029401. doi: 10.7498/aps.69.20191266
    [9] 陈亚博, 杨晓阔, 危波, 吴瞳, 刘嘉豪, 张明亮, 崔焕卿, 董丹娜, 蔡理. 非对称条形纳磁体的铁磁共振频率和自旋波模式. 物理学报, 2020, 69(5): 057501. doi: 10.7498/aps.69.20191622
    [10] 张战刚, 雷志锋, 童腾, 李晓辉, 王松林, 梁天骄, 习凯, 彭超, 何玉娟, 黄云, 恩云飞. 14 nm FinFET和65 nm平面工艺静态随机存取存储器中子单粒子翻转对比. 物理学报, 2020, 69(5): 056101. doi: 10.7498/aps.69.20191209
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    [12] 邹平, 吕丹, 徐桂英. 高压烧结制备Tb掺杂n型(Bi1–xTbx)2(Te0.9Se0.1)3合金及其微结构和热电性能. 物理学报, 2020, 69(5): 057201. doi: 10.7498/aps.69.20191561
    [13] 董正琼, 赵杭, 朱金龙, 石雅婷. 入射光照对典型光刻胶纳米结构的光学散射测量影响分析. 物理学报, 2020, 69(3): 030601. doi: 10.7498/aps.69.20191525
    [14] 王琳, 魏来, 王正汹. 垂直磁重联平面的驱动流对磁岛链影响的模拟. 物理学报, 2020, 69(5): 059401. doi: 10.7498/aps.69.20191612
    [15] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [16] 尹玉明, 赵伶玲. 离子浓度及表面结构对岩石孔隙内水流动特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 054701. doi: 10.7498/aps.69.20191742
    [17] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
    [18] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [19] 黄永峰, 曹怀信, 王文华. 共轭线性对称性及其对\begin{document}$ {\mathcal{P}}{\mathcal{T}} $\end{document}-对称量子理论的应用. 物理学报, 2020, 69(3): 030301. doi: 10.7498/aps.69.20191173
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-08-08
  • 修回日期:  2015-09-23
  • 刊出日期:  2016-01-20

聚酰亚胺电导率随温度和电场强度的变化规律

  • 1. 军械工程学院静电与电磁防护研究所, 石家庄 050003;
  • 2. 北京卫星环境工程研究所, 北京 100094
  • 通信作者: 王松, 735314535@qq.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51577190)资助的课题.

摘要: 介质深层充电对航天器安全运行构成了重大威胁. 以聚酰亚胺为代表的此类聚合物绝缘介质的电导率受温度影响显著, 又因为充电过程中局部产生强电场(107 V/m量级), 因此, 其电导率模型需要综合考虑温度和强电场的影响, 这对介质深层充电的仿真评估意义重大. 已有的两类模型, 不是低温区间不适用, 就是没有充分考虑强电场的影响. 基于跳跃电导理论, 本文分析对比了现有电导率模型, 提出了适用于较宽温度范围且合理考虑强电场增强效应的电导率新模型, 并采用某型聚酰亚胺电导率测试数据做出验证. 此外, 为了提高新模型在强电场下的低温适用范围, 尝试对强电场因子中的温度做变换, 取得了满意的效果. 参数敏感度分析表明新模型在电导率拟合与外推方面具有参数少、适用性强的优势.

English Abstract

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