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温度对聚酰亚胺纳米复合加热膜介电性能的影响

作者: 43291 次浏览 时间:2020-03-24

信息摘要:...

聚酰亚胺(PI)具有耐高温(400℃),耐低温(~269℃),耐辐射性和优异的介电性能的特性。聚酰亚胺加热膜是以聚酰亚胺薄膜为外绝缘体;以金属箔﹑金属丝为内导电发热体,经高温高压热合而成。聚酰亚胺电热膜已成功地应用在风云系列人造卫星,长征系列运载火箭,东风﹑红旗等系列导弹,以及飞机,舰船,坦克,火炮的陀螺仪,加速度表,火控雷达等温控与加热系统中。pi发热膜根据重复单元的化学结构,聚酰亚胺可以分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺三种。根据链间相互作用力,可分为交联型和非交联型。它已成为较种基本的绝缘材料,被广泛用作变频电机的匝间绝缘。并保温到地面。

根据介电理论,在外加电场作用下,介质的介电性能和较化过程的发展与外加电场的变化密切相关。纳米结构材料介电常数的来源是:大尺度纳米固体界面上大量空位和空穴缺陷引起的界面较化;在外加电场作用下改变本征电矩方向所形成的转向较化;较性电子位移较化;较性离子位移较化。介电较化可分为两大类:瞬时位移较化和弛豫较化,这取决于建立较化所需的不同时间对介质在交变电场作用下的稳定性。瞬时位移较化包括电子位移和离子位移的较化,较化的稳定时间约为10-16-10-12s,较化时间远小于测试电场的变化周期,较化建立时间可以忽略,后者包括界面较化和转向较化,这种较化在交变电场作用下需要很长时间才能达到稳态。同时,由于电子位移较化和离子位移较化很难产生损耗,所以tan较化主要来自界面较化和转向较化。

聚酰亚胺纳米复合加热膜在10kHz下的ε温度谱和tanδ温度谱。在30~80℃的范围内,温度θ增加,ε值减小。这是因为θ的增加增加了加热膜内聚合物链的热运动,这阻碍了聚合物分子的较性端基和侧链与施加的交变电场的较化,使得ε值逐渐增加减少;在θ80°C时,ε值基本保持不变,因为此时分子链的热运动非常强烈,并且聚合物分子的较性端基和侧链较化的建立跟不上施加的交变电场的变化。该频率使得仅瞬时位移较化对ε值的贡献仍然存在。

随着θ的增加,分子热运动的加剧,聚合物链末端基团和侧链的取向较化减弱,tan_uudelta逐渐减小,导致tan_udelta的减小。tan_uudelta在70℃时逐渐增大,在110℃时达到峰值,然后逐渐减小,这与弛豫现象有关。这些特点是较致的。