聚丙烯薄膜以其优良的电气性能、良好的机械强度和可加工性、不错的耐热性和耐化学腐蚀性,被广泛应用于电容器的设计和制造中。然而极化会改变绝缘材料的电气性能和电荷分布,对电容器中电介质的性能有较大的影响。尤其是积累在绝缘材料表面的电荷会造成电场畸变、闪络电压降低、绝缘性能下降。因此,不同极化程度下聚丙烯薄膜表面电荷特性研究对于材料介质的老化、击穿和闪络特性有重要意义。
通过实验室条件下模拟不同极化条件对聚丙烯薄膜的极化/去极化实验,采用静电探头法对极化后的聚丙烯薄膜表面电位进行测量,研究不同电压幅值、时间和极性反转等因素对聚丙烯表面电荷积聚的影响。研究结果表明随着电压幅值和充电时间的增长,试样表面积累的电荷总量逐渐增多,且电压幅值越大、充电时间越长,表面电荷增长的速率逐渐变得平缓。极化程度越强,试样表面陷阱增多,试样束缚电荷的能力越强。正极性电压作用下,表面积累的正电荷随极化程度的增强而变大,随着极化时间的延长,表面电荷积累的增长速率逐渐减小;当施加负电压时电子克服的接触势垒小于在正电压下空穴克服的接触势垒,而电子的迁移率要比空穴高,促进了电子的进一步注入,因而试样表面更容易积累负电荷。施加电压的极性反转后,外施电场被试样表面积累的电荷所激发的电场削弱,试样表面积累的电荷减少。 |