常见的测量聚合物绝缘材料内部空间电荷分布积累的方法?
- 发布时间:2024/11/1 13:04:14
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常见的测量聚合物绝缘材料内部空间电荷分布积累的方法:
1. 电声脉冲法(Pulsed Electro-Acoustic Method,PEA):
- 工作原理:在绝缘材料样品的电极之间施加周期性的高压脉冲。这种脉冲上升时间快、持续时间短。绝缘材料试样在高压直流电作用下会使空间电荷积聚。每个高压脉冲产生的电场扰动材料内部的电荷,电荷在每一层产生相应的声压波。利用压电传感器检测声波,再通过对传感器信号的分析获得空间电荷分布。
- 优点:是一种无损的测量技术,可较为准确地描述聚合物绝缘材料内部的空间电荷分布、积累及其整体行为,在评估直流绝缘应用中的聚合物材料时应用广泛。
- 缺点:现有的绝大多数测量装置受传感器性能限制,测量温度通常在 70℃以内,高温环境下测量的准确性和稳定性会受到影响。
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2. 激光压力波法(Laser Induced Pressure Pulse Method,LIPP):
- 工作原理:使用激光照射聚合物绝缘材料的电极,激光能量使电极表面瞬间蒸发或烧蚀,产生压力波。压力波在材料内部传播,使空间电荷发生微小位移,通过检测压力波的传播和变化,可以推断出空间电荷的分布情况。
- 优点:具有较高的空间分辨率,能够检测到材料内部微小区域的空间电荷变化。
- 缺点:激光设备成本较高,且激光靶容易损坏,实验操作相对复杂。
3. 热刺激电流法(Thermally Stimulated Current,TSC):
- 工作原理:先将聚合物绝缘材料在电场作用下进行极化处理,使空间电荷在材料内部形成特定的分布。然后将材料加热,空间电荷在热的作用下会脱陷并产生电流,通过测量电流随温度的变化曲线,可以分析空间电荷的陷阱能级、密度等信息,进而推断出空间电荷的分布情况。
- 优点:可以提供关于空间电荷陷阱特性的信息,对于研究材料的老化和绝缘性能具有重要意义。
- 缺点:测量过程需要精确的温度控制,且测量时间较长。
4. 表面电位衰减法(Surface Potential Decay Method,SPD):
- 工作原理:在聚合物绝缘材料表面施加电荷,使材料表面具有一定的电位。然后测量表面电位随时间的衰减情况,通过建立数学模型,可以分析出材料内部的空间电荷分布和迁移特性。
- 优点:操作相对简单,对设备要求较低。
- 缺点:只能测量材料表面的电位变化,对于材料内部深处的空间电荷信息获取有限。