本文選題：聚酰亞胺　切入點：分子結構　出處：《天津大學》2014年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：聚酰亞胺作為一種特種工程材料，，被廣泛應用于特高壓電抗器、風力發(fā)電機、高速牽引電機等繞組絕緣材料，并在航空航天及微電子等領域有廣泛的應用。但由于其作為有機物自身的缺陷，耐電性能不高，使用中過早擊穿現(xiàn)象頻發(fā)。繞組絕緣材料長期處于高溫、高壓、電暈與局部放電共同作用的復雜環(huán)境，導致電荷在絕緣內(nèi)部遷移，在絕緣局部導致電荷累積，產(chǎn)生局部高場強，引起絕緣破壞及加速老化。表面和空間電荷的注入、積聚和運動規(guī)律，是材料的重要物理特性。本文研究了表層分子結構與納米調(diào)控聚酰亞胺薄膜的表面及空間電荷動態(tài)特性，主要研究工作和取得的成果如下： （1）利用兩步法制備了未添加納米顆粒的聚酰亞胺薄膜，并通過原位聚合法制備了納米Al2O3質量分數(shù)分別為1wt%、3wt%、5wt%、7wt%的納米復合聚酰亞胺薄膜，通過掃描電子顯微鏡對納米顆粒分散情況進行觀測，測試了不同納米顆粒含量試樣的介電常數(shù)，得到了納米顆粒對聚酰亞胺薄膜介電常數(shù)的影響規(guī)律。 （2）利用搭建的表層分子結構調(diào)控系統(tǒng)對添加和未添加納米顆粒的聚酰亞胺薄膜進行不同反應時間下的表層分子結構調(diào)控處理，并對調(diào)控后試樣的化學結構特性、微觀形貌特征、元素組成以及介電常數(shù)等性能進行分析，得到了表層分子結構與納米調(diào)控對試樣化學結構和形貌特征及介電常數(shù)的影響規(guī)律。 （3）對直流電壓作用下針板電極間的試樣表面電荷動態(tài)特性進行分析研究，得到了表層分子結構調(diào)控以及納米顆粒質量分數(shù)對試樣表面電荷積聚、消散特性的影響規(guī)律，總結了表層分子結構調(diào)控及納米調(diào)控對聚酰亞胺陷阱能級分布的影響規(guī)律，并采用固體能級分布及表面電子態(tài)理論解釋了影響表面電荷動態(tài)特性的原因及運動方式。 （4）通過表層分子結構調(diào)控反應時間對多層疊加試樣空間電荷分布、內(nèi)部電場強度及注入電荷量的分析，得到了多層疊加聚酰亞胺薄膜內(nèi)空間電荷的分布特性。通過對試樣電導率的測試，得到了表層分子結構調(diào)控反應時間對聚酰亞胺電導率的影響規(guī)律。
[Abstract]:Polyimide as a kind of special engineering materials, is widely used in high voltage reactor, wind generator, high speed traction motor winding insulation material, and is widely used in the fields of aerospace and microelectronics. But because of its own defects as organic matter, electric performance is not high, the use of the phenomenon of frequent premature breakdown. The winding insulation a long time at high temperature, high pressure, complex environment interaction of corona and partial discharge, resulting in charge in insulation insulation of internal migration, leading to local charge accumulation, produce local high electric insulation, causing damage and accelerated aging. The surface and space charge injection, accumulation and movement, is an important physical properties of the material in this paper. Study on the dynamic characteristics of the surface structure and nano surface molecular regulation of polyimide film and space charge, the main research work and achievements are as follows:
(1) polyimide film without adding nano particles prepared by two step method, and were prepared by in-situ polymerization of nano Al2O3 content were 1wt%, 3wt%, 5wt%, 7wt% nano composite polyimide film, by scanning electron microscopy of nano particles were observed, the dielectric constant of samples with different content of nano particles the test, obtains the influence law of nanoparticles on polyimide film dielectric constant.
(2) the surface molecular structure regulation of different reaction time on adding and without adding nano particles of polyimide film under treatment using surface molecular structure control system is developed, and the chemical structure characteristics of samples after regulation, microstructure analysis, element composition and dielectric properties, and obtains the influence law of structure and the surface of nano molecular samples of chemical structure and morphology and dielectric constant.
(3) to analyze the dynamic characteristics of surface charge effect of DC voltage between the needle plate electrode, the surface molecular structure regulation and nanoparticle mass fraction on the surface charge accumulation and dissipation characteristics influence, summarizes the molecular structure and surface control regulation on the influence of polyimide nano trap level distribution, solid energy distribution and surface electronic states using the theory and explains the dynamic characteristics and the effect of surface charge motion.
(4) the multi-layer sample space charge distribution by surface molecular structure to control the reaction time, the internal electric field and charge injection quantity analysis, obtained distribution characteristics of multilayer polyimide film space charge. After the sample conductivity test, obtains the influence law of the surface molecular structure regulation of reaction time on the conductivity of the polyimide.

【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM21

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本文編號：1603719