聚酰亚胺三氧化二铝复合薄膜耐电晕性能及机理

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1、工学硕士学位论文聚酰亚胺／三氧化二铝复合薄膜耐电晕性能及机理夏旭哈尔滨理工大学2014年3月国内图书分类号：TQ323工学硕士学位论文IIIIIIIIIIILIIIIILIIIIIIMIIIY2509373聚酰亚胺／三氧化二铝复合薄膜耐电晕性能及机理硕士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：夏旭殷景华教授工学硕士微电子学与固体电子学应用科学学院2014年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TQ323DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringofPol

2、yimide／A1203CompositeFilmsXiaXuProf．YinJinghuaMasterofEngineeringMicroelectronicsandSolid．StateElectronicsMarch，2014HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《聚酰亚胺／Z氧化二铝复合薄膜耐电晕性能及机理》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不

3、包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：县旭日期：bf，p年3月y日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《聚酰亚胺／三氧化二铝复合薄膜耐电晕性能及机理》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可

4、以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密口。(请在以上相应方框内打、／)作者签名：琴相日期：翻够年夕月7,1日新签名：陟哺日期：w年多月7／日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文聚酰亚胺／三氧化二铝复合薄膜耐电晕性能及机理摘要聚合物因其优异的电学、热学和力学性能，广泛应用于电气绝缘、变频电机、燃料电池、航空航天等领域。随着纳米技术的发展进步，聚合物基纳米复合材料的设计与研制已成为材料科学研究的热点。本文利用具有较大比表面积和电阻率相对较低的A1203杂化聚酰亚胺，研究复

5、合薄膜耐电晕性能及机理。采用原位聚合法制备不同组分单层、三层PI／A1203聚酰亚胺基纳米复合薄膜。利用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等方法研究薄膜结构。结果表明，A1203使聚酰亚胺衍射峰强度下降，取向程度降低；纳米A1203的粒径为10～20nm，与聚酰亚胺形成了低密度的界面层，界面层厚度为3～6nm；三层薄膜中间层、杂化层厚度约为101．tm，少量A1203向中间层扩散。采用电晕测试设备、表面电阻测试装置、电导电流测试系统、介电谱仪测试薄膜的耐电晕性能、表面电阻、老化击穿阈值电场、体积电阻率，并使用原子力显微镜和扫描电镜分析薄膜老化速率

6、和表面形貌。结果表明，三层薄膜比单层薄膜具有更好的耐电晕性能，A1203含量为20wt．％的三层复合薄膜(PI／A120320wt．％)耐电晕寿命最长，约为纯PI的27．8倍；随着纳米舢203的增加，薄膜的表面电阻显著下降，匀化电场能力提高；电晕过程中，PI／A120320wt．％的表面老化速率明显小于纯PI；纳米A1203导致薄膜的电导电流明显增大，陷阱数量增加，PI／A120320wt．％的老化击穿阈值电场最高；A1203与聚酰亚胺通过界面有机结合在一起，形成电晕阻挡层；随着纳米A1203含量的增加，薄膜的体积电阻率单调下降，三层薄膜比单

7、层薄膜具有更高的体积电阻率。在实验结果基础上，提出三层薄膜耐电晕机理。杂化层中，A1203降低薄膜表面电阻，匀化表面电场，减小单位面积表面老化速率：引入较多陷阱能级，提高电导电流，使载流子在舢203和界面层中输运，减小载流子碰撞缺陷的几率，同时，减小热载流子产生的几率；A1203比表面积很大，紧密结合聚酰亚胺，形成化学性质非常稳定的电晕阻挡层。中间层相对提高薄膜体积电阻率，减少载流子数量，与杂化层形成载流子势垒，使电场应力集中在耐电晕的杂化层。关键词聚酰亚胺基体；A1203纳米颗粒；复合薄膜；介电性能；耐电晕机理哈尔滨理工大学工学硕士学位论文

8、Polymermaterialshavebeenwidelyemployedfor．variouscontemporaryapplicationssuchasins