空間高能電子輻照下聚合物絕緣性能研究.pdf

1、材料的絕緣性能一直足影響電氣元件使用壽命的主要條件之一。復雜空間環(huán)境下,高能電子束輻照下聚合物的帶電效應及其絕緣特性的研究是目前空間器件技術中的一個重要課題。然而,由于樣品帶電過程的復雜性,對于其產(chǎn)生、變化的過程和機理還無法足夠丁解。
　　本論文提出了比較全面的二維數(shù)值計算模型。該模型考慮了電子散射、捕獲、復合、遷移和擴散、自治場等因素,揭示了高能電子束照射聚合物樣品的帶電效應、空間電荷以及絕緣特性的變化規(guī)律,提出了改善絕緣性能的

2、聚合物的參數(shù)和結構。
　　本論文針對單層聚合物樣品的帶電效應和絕緣特性進行了研究。通過數(shù)值計算獲得了空間電荷、空間電位分布、電子束感生電流、絕緣特性及其時變特性。研究結果表明,空問電荷在樣品內部有一個極值分布;空問電荷量隨照射明顯增大,負空間電位可達負數(shù)千伏,電荷放電可產(chǎn)生高強度的放電電流脈沖和電場脈沖,對器件造成較強的干擾;電子束感生電流隨照射會逐漸增大,絕緣性能隨電子照射明顯下降。研究結果還發(fā)現(xiàn),隨著樣品厚度的增大、電子遷移率

3、的減小以及樣品內部缺陷密度的增大,樣品絕緣性能會提高;但是電子長時間照射會引起樣品內部沉積的電荷數(shù)日增多,會對器件造成較強的干擾。
　　本論文闡明了具有內部結構的聚合物樣品帶電特性及其絕緣特性。通過模擬得到了樣品內部具有多層金屬導電層結構、具有稀疏網(wǎng)狀金屬結構下的空間電荷分布、空間電位分布、電子束感生電流、泄漏電流以及絕緣特性。結果表明具有金屬導電層結構的聚合物樣品的負空間電位值更小,對器件的干擾較弱;泄漏電流更弱,絕緣性能明顯提