Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?ет отметить, что при одинаковых значениях ? все кривые ?=f(lgt) исходных плёнок (1-4) лежат несколько ниже кривых обработанных в разряде образцов (1`-4`).
Таблица 3.9. Разрывные характеристики исходных, увлажненных и обработанных в барьерном разряде полиимидных пленок до и после термообработки
Полиимидная пленка?р, МПа?р, %Исходная19010765Исходная прогретая1477716Увлажненная21112815Обработанная (tобр =8 часов)21711834Обработанная и прогретая (tобр =8 часов)1367624Далее были проведены оценки значений начального модуля жёсткости Ен=?/?н исследуемых плёнок (рис. 3.23). Установлено, что в результате старения полиимидной пленки в барьерном разряде в течение 8 часов наблюдается падение жёсткости плёнки на 20-30%. Следует отметить стабильность значений Ен исходной плёнки в диапазоне нагрузок до 50МПа, так как этот диапазон относится к квазиупругому деформированию. Наблюдаемое при ? = 70МПа резкое снижение модуля жесткости можно связать с попаданием в переходную область, находящуюся между первым и вторым участками деформирования. В этой переходной области значение Ен обработанной в барьерном разряде полиимидной плёнки на 35% ниже, чем исходной. Существенное уменьшение жёсткости плёнки в результате старения в разряде позволяет говорить об изменении строения достаточно глубокого приповерхностного слоя [170].
Рис. 3.22. Зависимости ? = f(lgt) полиимидной пленки при различных значениях ?. 1, 2, 3, 4 - исходные образцы; 1`, 2`, 3`, 4` - образцы, обработанные в газовом разряде
Рис. 3.23. Зависимости Ен=f(?) исходных (1) и обработанных в разряде (2) полиимидных плёнок
.
Рис. 3.24. Кривые ?в=f(lgt) исходной (1-4) и обработанной в газовом разряде (1`-4`) полиимидной пленки, полученные в результате снятия нагрузки после ползучести
Рис. 3.25. Зависимости ?ост=f(?) исходных (1) и обработанных в разряде (2) полиимидных плёнок
Кривые эластического восстановления исходной и обработанной в барьерном разряде полиимидной пленки, полученные в результате снятия нагрузки после процесса ползучести, представлены на рис. 3.24. Из семейств кривых эластического восстановления были определены значения остаточных деформаций ?ост плёнок, прошедших режим ползучести - эластического восстановления (рис. 3.25). Существенно более высокие значения остаточных деформаций обработанных в разряде образцов можно связать с изменением их структуры в результате проведённых воздействий.
Для изучения влияую прочность полиимидных пленок марки ПМА российского производства (ОАО НЗСП) исследовались образцы толщиной 40 мкм размером 50х60 мм. С этой целью они помещались в ионизационную ячейку, в которой подвергались старению под действием разряда в течение 8 часов. Обработка пленок производилась при нормальном атмосферном давлении и отсутствии принудительной вентиляции воздуха. Значения Епр образцов исходной и обработанной в разряде пленок измерялись на пробивной установке УПУ-10 с использованием медных прижимных электродов диаметром 10 мм. Пленки пробивались в трансформаторном масле. Испытания на электрическую прочность исходных и обработанных пленок проводились на выборках, состоящих из 31 образца. Статистическая обработка результатов измерения осуществлялась с помощью компьютерной программы Weibull 5++.
Зависимость вероятности пробоя F=f(Епр) исходных и обработанных в разряде образцов построена в вейбулловских координатах на рис. 3.26. Значения Eпр, соответствующие 63%ной вероятности пробоя, составляют 261 и 191 кВ/мм для исходных и обработанных в разряде полиимидных пленок соответственно, т.е. обработка привела к снижению Eпр на 25-30%. Понижение электрической прочности после обработки в разряде связано с изменением рельефа поверхности пленки и появлением под действием разрядов локальных дефектов с пониженным значением электрической прочности (см. рис. 3.1 - 3.4). Известно, что кинетика электрического разрушения полимеров может контролироваться транспортом носителей заряда [171]. В таком случае снижение Eпр пленок в результате обработки в барьерном разряде может быть обусловлено изменением их проводимости и появлением в полимере новых ловушек.
Рис. 3.26. Функция интегрального распределения Епр исходных и обработанных частичными разрядами образцов полиимидной пленки
Рис. 3.27. Функция интегрального распределения Епр исходных и увлажненных образцов полиимидной пленки
Для уточнения влияния влаги, абсорбированной пленкой в результате обработки в барьерном разряде, была измерены значения Eпр увлажненных в эксикаторе при 98%ной влажности полиимидных пленок. Функция интегрального распределения Eпр исходных и увлажненных образцов построена в вейбулловских координатах на рис. 3. 27. Из прямых интегрального распределения видно, что в области малых вероятностей отказов значения Eпр для увлажненных образцов оказались несколько выше, чем для неувлажненных. Значения Eпр в области больших вероятностей практически совпадают. Значения пробивного напряжения, соответствующие 63%ной вероятности пробоя, близки и составляют 247 и 250 кВ/мм для исходных и увлажненных образцов соответственно, т.е. увлажнение образцов не привело к существенному изменению кратковременной электрической прочности.
Наблюдается корреляция между изменениями электрической и механической прочности полиимидных пленок в результате обработки в барьерном разряде. Так пр