ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние температуры, длительности приложения напряжения и толщины образцов из "Электрические свойства полимеров Издание 3" Типичные зависимости электрической прочности ряда полимеров от температуры [4, с. 72], полученные в условиях однородного поля на образцах со сферической выемкой (/г = 0,02 — 0,2 мм), изображены на рис. 68. С повышением температуры ар у большинства полимеров сначала изменяется незначительно, а затем резко уменьшается (в 2—5 и более раз при достижении температуры стеклования для аморфных полимеров или температуры плавления для кристаллических полимеров). [c.131] Представляет интерес сопоставление значений электрической прочности различных полимеров при низких температурах. Как видно из рис. 68, полярные полимеры в этой области имеют более высокую электрическую прочность (11-10 —15-10 В/м), чем неполярные (5-10 —8-10 В/м). Наивысшие значения ё пр получены для поливинилового спирта, имеющего полярную группу (—ОН) в боковой цепи. В области низких температур, как указано в работе [112], наблюдается корреляция между энергией когезии полимеров к и электрической прочностью (рис. 70), что в определенной степени аналогично корреляции между ё пр и энергией решетки кристаллов галогенидов щелочных металлов [13, с. 91]. [c.132] К сверхнизким температурам, поскольку в большинстве случаев измерение ё пр при криогенных условиях проводилось в электродных устройствах, не устраняющих полностью частичных разрядов. [c.133] Зависимость электрической прочности от температуры может измениться после соответствующей обработки полимера. Например, при облучении полиэтилена происходит сшивание материала, в результате возрастает модуль упругости в области повышенных температур, что приводит к увеличению пр при этих температурах, тем более заметному, чем выше доза облучения (рис. 72) [4, с. 72]. [c.133] Зависимость пр = /( ) некоторых полимеров можно изменить и путем тепловой обработки. Так, длительный прогрев полиамидных и полиамидимидных пленок приводит к возрастанию пр в области повышенных температур, сопровождающемуся уменьшением электрической проводимости полимера (рис. 73) [115]. [c.133] Характер температурной зависимости электрической прочности полимеров определяется и временем воздействия напряжения. Как видно из рис. 74, при пробое полиэтилена на импульсах длительностью 10- с в однородном поле менее резко снижается с ростом температуры, чем в случае пробоя при постоянном напряжении, когда время воздействия напряжения на образец, составляет несколько десятков секунд. [c.134] Возрастание с уменьшением тф в области наиболее коротких импульсов ( 10- с) связывают обычно с явлением запаздывания пробоя, поскольку при тф 5-10- с время экспозиции образца под напряжением оказывается соизмеримым со временем развития пробоя р. Согласно данным работ [116, 120], время развития пробоя, определяемое как время запаздывания разряда при пробое наносекундными импульсами, составляет для различных полимеров в однородном поле Ы0- — 4-10- с. [c.135] Зависимость пр = /(/г) для ряда полимеров в постоянном поле и на импульсах изучалась в работах [107, 121, 122]. Как видно из рис. 76, для обоих видов напряжения максимальные и средние значения полиэтилена возрастают на 20—40 % с уменьшением Л от 450 до 25 мкм, тогда как минимальные значения пр слабо зависят от Л. [c.136] Электрическая прочность сверхтонких полимерных слоев, имеющих толщину в интервале от 30 до 700 нм и полученных, как правило, в тлеющем разряде, отличается рядом особенностей [123—125]. Так, кремнийорганических (в интервале от 213 до 373 К [123]) и полистирольных пленок (от 273 до 473 К [124]) не зависит от температуры. Существенную роль играет материал электрода значение растет с увеличением работы выхода металлического катода [123, 124]. Значения р сверхтонких полимерных пленок близки к значениям истинной электрической прочности полимеров, измеренной на образцах толщиной несколько десятков микрометров. В работе [123] обнаружено существенное возрастание З пр кремнийорганического полимера при переходе от пленок толщиной 200—700 нм к пленкам толщиной менее 200 нм (рис. 77). Аномально высокие значения электрической прочности пленок полипропилена толщиной 200 нм были установлены в работе [125]. В этих пленках пробой не наступал вплоть до напряженностей 50-10 В/м ((7пр = = 1000 В), что примерно в 7 раз превышает значения истинной электрической прочности полипропилена, измеренные на образцах толщиной 10 мкм и более. [c.136] Вернуться к основной статье