Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ость нагружения Vт =50 мм/мин; скорость движения бумаги Vб=100 мм/мин. Испытания проводились при Т=20С и относительной влажности воздуха ??50%.
Диаграммы растяжения фиксировались самопиiем прибора как зависимости Р=f(l) (Р - нагрузка, Н; l - удлинение образца, мм). Для сравнения полученных данных кривые Р=f(l) перестраивались в зависимости ?=f(?) (? -напряжение, МПа; ? - относительное удлинение) по формуле:
(2.4)
где S - площадь поперечного сечения образца. Для удобства анализа на графиках, иллюстрирующих результаты измерений, представлены диаграммы растяжения не отдельных образцов (по N=10 в серии), а кривые, построенные по средним арифметическим значениям ? и ? :
,(2.5)
.(2.6)
Изучение деформационных свойств полиимидной пленки осуществлялось на автоматическом релаксометре деформаций (рис. 2.21).
Схема прибора представлена на рис. 2.22. Установка смонтирована на стальном основании (1), образующем вместе с тремя колоннами (2) и верхней плитой (3) жесткую станину прибора. Образец (4) закрепляется в зажимах (5) и (6). Нижний зажим является неподвижным. Он жестко связан с опорой (7), запрессованной в нижнюю часть рамки (8) трубчатого сечения. Верхняя часть рамки крепится к диску (9), выполняющую функцию теплоизолирующего экрана. Подвижный верхний зажим (6) соединен через тягу (10) и коромысло (11) с укрепленной на шарикоподшипниках опорах стойки (12), которая закреплена на верхней плите (3). Нагружение образца (4) осуществляется грузом (13), который опускают при включении механизма нагружения на площадку (14), закрепленную на тяге (15). Соотношение плеч коромысла составляет 1:5.
Рис. 2.21. Автоматический релаксометр деформаций
Жесткость тяги (10) на четыре порядка превосходит жесткость исследуемых образцов. Для равновесия коромысла служит груз (24), который может перемещаться по направляющим (25).Для регистрации деформации образца служит сельсиндатчик (16), закрепленный в стойке (17) и жестко соединенный с двуплечим рычагом (18).Один конец рычага связан с тягой (10), на другом конце установлен контакт (19). При нагружении образца подвижный зажим перемещается вверх, что вызывает поворот ротора сельсин датчика посредством двуплечевого рычага. При этом на выходе роторной обмотки появляется ЭДС, величина, которая пропорциональна углу поворота рычага и, следовательно, деформации образца. Полученный сигнал преобразуется с помощью специальной схемы, измеряется и записывается на ленте самопиiа. График, получаемый на ленте самопиiа за период нагружения образца, имеет вид прямой линии, угол наклона которой определяет скорость деформации образца.
Электронный микрометр (20) предназначен для ручного измерения деформации и для расшифровки кривой, получаемой на самопиiе. При деформации образца правое плечо двуплечевого рычага с контактом опускается, и образовавшийся при этом зазор между микрометрическим винтом (21) и контактом выбирается вращением лимба (22) до момента зажигания сигнальной электролампы (23), т.е. до момента соприкосновения контакта с микрометрическим винтом. Для проведения испытаний в диапазоне повышенных температур прибор снабжен термокамерой 26, работающей от сети.
Рис. 2.22. Схема релаксометра деформаций
Продолжительность испытаний: в режиме ползучести 600 с, в режиме восстановления не менее 600 с.
При дискретном измерении деформации замеры проводились при t = 15с, 30 с, 60 с, 120 с, 240 с, 480 с, 600с с момента приложения или снятия нагрузки.
Величины задаваемых нагрузок составляли: 0,2 кг, 0,6 кг, 1 кг, 1,4 кг.
Деформация в момент измерения равна
(2.7)
где n - количество делений лимба микрометрического винта или количество делений на диаграммной бумаге самопишущего прибора; k - цена деления лимба или диаграммной бумаги, мм.
Относительная деформация в момент времени t расiитывается по формуле
(2.8)
где l0 - исходная длина образца.
Механическое напряжение, возникающее при заданной нагрузке, определяется по формуле:
(2.9)
где Р - приложенная нагрузка, Н; b - ширина образца, м; h - толщина образца, м.
.7 Изучение кратковременной электрической прочности полиимидных
пленок
Определение кратковременной электрической прочности Eпр исходных и обработанных в барьерном разряде полиимидных пленок проводилось с использованием пробивной установки УПУ10.
Величина Eпр определялась при плавном подъеме напряжения со скоростью ~0,3 кВ/с до момента пробоя образца. Для устранения поверхностных разрядов, возникающих при испытании образцов на воздухе, а также для выравнивания электрического поля на краю электрода электрическая прочность пленок измерялась в трансформаторном масле. Пробой производился на выборке из 31 образца. Результаты измерений обрабатывались с помощью компьютерной программы Weibull 5++.
2.8 Методы теоретического анализа экспериментальных данных
Для удобства сравнения зависимости Uэ=f(t) представлялись в относительных единицах.
При описании процесса релаксации заряда экспериментальные кривые Uэ=f(t) раскладывались на сумму экспонент с соответствующими им временами релаксации ? по формуле:
. (2.10)
Для этого сначала исходные кривые перестраивались в полулогарифмическом масштабе. При относительно больших значениях t зависимость lnUэ = f(t) представляет собой почти прямую линию. Проводя касательную по этому участку, соответствующую экспоненте , расiитываем разность Uэ -U