硅橡胶绝缘介质的分子链运动与电极极化特性

摘要：

硅橡胶材料具有优良的电学特性,其介电性能受到分子链运动和电极极化特性的影响.文中首先利用红外光谱和X射线光电子能谱对硅橡胶材料的分子基团和元素进行分析,利用差式扫描量热仪测试出硅橡胶材料的玻璃化转变温度为-123℃.其次,利用宽带介电谱仪测试硅橡胶材料在不同温度下的介电性能.实验结果发现,硅橡胶在高频范围内存在由分子链段运动导致的介电松弛过程α和δ,在低频范围内存在离子迁移导致的直流电导过程,并且在高温条件(140～200℃)下,还存在明显的电极极化过程.硅橡胶分子介电松弛过程α、δ服从Cole-Davidson公式,通过拟合计算,发现松弛过程α、δ的松弛时间常数与温度的关系服从Arrhenius公式,其活化能分别为0.10 eV和0.14 eV,并得到了两个松弛过程在不同温度下的介电松弛强度和介电松弛时间分布特性.利用Macdonald模型分析硅橡胶材料电极极化过程,计算得到可动离子浓度,以及在不同温度下的德拜长度、可动离子迁移率和扩散率等参数,发现可动离子迁移率随温度的变化关系服从Arrhenius公式,并计算得到活化能为0.38 eV.最后通过硅橡胶热刺激电流实验验证了硅橡胶材料中存在松弛过程α、δ和电极极化过程.

关键词：硅橡胶、介电响应、分子链运动、电极极化、频域介电谱、热刺激电流

所属期刊栏目：44

分类号：TM835;TM21;R53

资助基金：国家电网有限公司总部科技项目EPRIGYKJ20154268

在线出版日期：2019-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3798-3807