搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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
PDF
导出引用
导出核心图
  • 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] 贺德衍, 秦晓刚, 王骥. 基于Geant 4的介质深层充电电场计算. 物理学报, 2009, 58(1): 684-689. doi: 10.7498/aps.58.684
    [2] 黄建国, 陈 东. 卫星中介质深层充电特征研究. 物理学报, 2004, 53(3): 961-966. doi: 10.7498/aps.53.961
    [3] 翁明, 胡天存, 曹猛, 徐伟军. 电子入射角度对聚酰亚胺二次电子发射系数的影响. 物理学报, 2015, 64(15): 157901. doi: 10.7498/aps.64.157901
    [4] 李盛涛, 李国倡, 闵道敏, 赵妮. 入射电子能量对低密度聚乙烯深层充电特性的影响. 物理学报, 2013, 62(5): 059401. doi: 10.7498/aps.62.059401
    [5] 李雪春, 王友年. 介质靶表面的充电效应对等离子体浸没离子注入过程中鞘层特性的影响. 物理学报, 2004, 53(8): 2666-2669. doi: 10.7498/aps.53.2666
    [6] 杨文龙, 韩浚生, 王宇, 林家齐, 何国强, 孙洪国. 聚酰亚胺/功能化石墨烯复合材料力学性能及玻璃化转变温度的分子动力学模拟. 物理学报, 2017, 66(22): 227101. doi: 10.7498/aps.66.227101
    [7] 原青云, 王松. 一种新的航天器外露介质充电模型. 物理学报, 2018, 67(19): 195201. doi: 10.7498/aps.67.20180532
    [8] 刘婧, 张海波. 空间电子辐照聚合物的充电特性和微观机理. 物理学报, 2019, 68(5): 059401. doi: 10.7498/aps.68.20181925
    [9] 孙伟峰, 王暄. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究. 物理学报, 2013, 62(18): 186202. doi: 10.7498/aps.62.186202
    [10] 侯堃, 张占文, 黄勇, 韦建军. 气相沉积法制备聚酰亚胺薄膜不同单体配比的表征及其性能影响. 物理学报, 2016, 65(3): 035203. doi: 10.7498/aps.65.035203
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  733
  • PDF下载量:  170
  • 被引次数: 0
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

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回