压敏添加剂改性聚酰亚胺的阻温特性研究 study on resistivity-temperature characteristic of polyimide modified by voltage-sensitive additive.pdfVIP

第29卷第2期 电工电能新技术 V01．29，No．2 2010 2010年4月 Advanced ofElectrical and April Technology EngineeringEnergy 压敏添加剂改性聚酰亚胺的阻温特性研究 白婧婧，李亮斌，郑晓泉 (西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，陕西西安710049) 摘要：本文研究了压敏无机添加剂改性聚酰亚胺试样在一150℃至180℃范围的阻温特性，发现微 米级压敏添加剂的含量对复合材料阻温特性影响显著：改性材料在低温下具有显著的负温度效应； 当添加剂含量小于5％时，在0℃以上的温度范围，复合材料的电阻率有所提高 关键词：聚酰亚胺；压敏添加荆；温度；电阻率；空阎电荷层 文献标识码：A 文章编号：1003—3076(2010)02-0021-04 中图分类号：TQ323．7；TM206 温差对介质带电与放电具有很大影响，空间介质材 1 引言 料的阻温特性是介质抗带电与放电防护的主要研究 航天器运行过程中遇到的空间温度环境非常复 课题之一。本文主要研究采用两种微米级压敏添加 杂，在航天器运行到地球背阴面与向阳面时，其表面 剂对聚酰亚胺进行改性后复合材料在工频下体积电 温度的变化范围可以达到一160℃一200℃。高、低阻率与温度之间的关系，探讨了无机粉料的添加量 温的迅速转换往往可能导致介质深层空间电荷和表 对材料阻温特性的影响。发现微米级压敏添加剂对 面电荷释放形成多频谱放电脉冲，高能量放电脉冲 聚酰亚胺的阻温特性影响显著，但是实验电压频率 会导致航天器敏感电子系统工作异常。介质的带电 对改性后复合材料的阻温特性影响不大。 程度与其电阻特性密切相关，因而研究航天器介质 2 实验 材料在不同温度下的电阻特性，对于应用在航天领 域的介质材料的发展具有重要意义…。 2．1原材料及试样制备 聚酰亚胺以其良好的耐温性能和介电性能，在 本研究采用的聚酰亚胺粉末和微米级1#添加 航天器上得到广泛应用。为了保持航天器内部温度 剂、2#添加剂主体分别由常州市广成新型塑料有限 稳定，不受剧烈变化的空间环境影响，航天器被由聚 公司和上海沪正纳米科技有限公司提供。将聚酰亚 酰亚胺制成的隔热层所覆盖旧J。但在空间真空、高 胺粉末与添加剂按不同的质量分数比放入研钵中， 能电子辐射环境下，有机介质的高电阻率会导致材 倒入适量酒精，研磨均匀，在电热鼓风干燥箱中干燥 料带电，当注入介质的电子积累产生的高静电场超 后用液压机冷压成型处理，再用可控温烧结炉烧结 过材料的直流击穿强度就会产生严重干扰航天器敏 固化。所得平板试样厚度为1．1—1．5ram，直径约 感电子电路工作的多频谱脉冲放电现象，严重时会 为35ram。 直接击穿敏感电子元件，甚至引发导致有机介质局 2．2性能测试 部烧毁的电弧现象。我们在研究中发现，对航天器 本文采用西安交通大学电力设备电气绝缘国家 有机介质材料的电阻率进行改性使其在较低静电场 重点实验室的Concept80型宽频带介电谱仪研究聚 下便出现压敏特性，不仅能及时以暂态高电导方式 酰亚胺改性材料的电阻率随温度的变化，测量温度 及时释放介质内积聚的危险电荷，