Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?терпретация острого пика на спектрах модифицированных в разряде пленок затруднена в связи с аномально высокой величиной его энергии активации. Был проведен ряд контрольных испытаний iелью выяснения природы этого максимума.
В первую очередь была проведена тщательная очистка поверхности обработанных в разряде образцов путем протирки ее спиртом. Это действие никак не изменило характер спектров токов ТСД. Затем обработанный в разряде образец был закорочен на несколько суток для устранения сложного распределения зарядов, предположительно возникающего в пленке при ее обработке в разряде на переменном напряжении. В результате этой процедуры исключить острый пик на кривых токов ТСД также не удалось.
Последним контрольным опытом было механическое удаление мутного приповерхностного слоя с образца. На измеренных после этой процедуры кривых ТСД острый пик отсутствует, а сами спектры аналогичны полученным для увлажненных перфорированных пленок, что еще раз подтвердило факт повышения сорбционной способности полиимидных пленок при их обработке в барьерном разряде.
Таким образом, наличие острого максимума на спектрах токов ТСД модифицированных в разряде пленок связано с измененным в результате облучения в разряде приповерхностным слоем пленки. Его свойства могут определяться атомами азота, переходящими в возбужденное состояние при облучении. Известно, что существуют метастабильные состояния азота, которые характеризуются временем жизни порядка 105 с и энергией возбуждения 2,38 эВ [169]. Дальнейшее уточнение природы этого пика требует отдельных систематических исследований.
Установлено, что изменения спектров ТСД при модификации образцов в разряде носят обратимый характер: прогрев пленок при T = 160С в течение 1 часа приводит к полному восстановлению спектра, характерного для исходной пленки. Электронная структура образца, обуславливающая накопление в нем гомозаряда, регенерирует при прогреве.
Кривые токов ТСД образцов, которые после обработки в барьерном разряде хранились при нормальных условиях в течение 2 месяцев, сопоставлены с кривыми токов ТСД исходных и обработанных в разряде в течение 120 минут пленок на рис. 3.20. Установлено, что с течением времени хранения область релаксации заряда существенно смещается в сторону более низких температур и изменяется характер спектра ТСД. В процессе длительной выдержки острый пик с W = 2,6 - 2,8 эВ уменьшается до полного иiезновения, что говорит о нестаильности продуктов, обуславливающих его наличие.
Выводы: 1. Изучена релаксация объемного заряда исходных ме. Установлено, что при увеличении tобр значения ? уменьшаются, что очевидно связано с ростом ? пленок вследствие накопления в них воды и газообразных продуктов. Показано, что модификация образцов в барьерном разряде приводит к росту ? пленок на 0,5 порядка. Установлено, что ? исходных и обработанных в разряде пленок при хранении их в среде с 98%ной влажностью снижаются в 30 раз по сравнению с нормальными условиями, при этом ? образцов возрастает на 1,5 порядка.
. Впервые изучены спектры токов термостимулированной деполяризации обработанных в барьерном разряде полиимидных пленок. Показано, что модификация в разряде приводит к существенному усложнению токов ТСД. iелью идентификации релаксационных процессов, связанных с проникновением влаги в полиимидную пленку в ходе ее обработки в разряде, были изучены кривые токов ТСД увлажненных образцов. Спектры токов ТСД обработанных в барьерном разряде полиимидных пленок представлены суммой четырех элементарных максимумов, энергии активации которых составляют W1 = 0,8 эВ, W2 = 0,9 эВ, W3 = 2,6 - 2,8 эВ и W4 = 1,0 эВ. Пик с W = 1,0 эВ соответствует максимуму исходной пленки. Пики с W = 0,8 эВ и W =0,9 эВ обусловлены присутствием в образце слабо и средне связанной воды. Контрольные испытания показали, что острый пик с W = 2,6-2,8 эВ связан с присутствием на поверхности пленки непрозрачного слоя, т.к. при его удалении этот максимум иiезает. Его свойства могут определяться атомами азота, переходящими в возбужденное состояние при облучении.
. Установлено, что изменение спектров ТСД при обработке полиимидных пленок в барьерном разряде и при увлажнении в среде с 98%ной влажностью носят обратимый характер. Прогрев образцов при 160 С в течение 1 часа приводит к полному восстановлению спектра, характерного для исходной пленки. Показано, что с течением времени хранения при нормальных условиях область релаксации заряда смещается в сторону более низких температур и изменяется характер спектра токов ТСД. Иiезает острый максимум, вероятно обусловленный нестабильными продуктами, накапливающимися в приповерхностном слое пленки при ее модификации.
.3 Механические свойства и кратковременная электрическая
прочность полиимидных пленок, обработанных в барьерном разряде
Известно, что при эксплуатации электротехнические материалы подвергаются не только электрическим, но и механическим нагрузкам. Поэтому представляется важным определить, как действие барьерного разряда и обусловленные им структурные изменения сказываются на механических характеристиках полиимидных пленок.
Для изучения влияния длительной обработки в барьерном разряде на механические свойства полиимидных пленок марки ПМА российского производства (ОАО НЗСП) исследовались образцы толщиной 40 мкм. С этой целью они помещались в ионизационную ячейку, в которой п