Экспериментальное Исследование Электрической Прочности Акриловой Ленты VHB При Квазистатическом И Импульсном Напряжениях

Abstract

Исследовано влияние скорости изменения электрического напряжения между электродами на элек-трическую прочность VHB4905, довольно распространенной акриловой клейкой ленты производства 3M с интересными диэлектрическими свойствами. Получено, что при квазистатическом росте напряжения электрическая прочность ленты VHB4905 может возрастать от 35 до 70 kV/mm, в зависимости от одноосной деформации в диапазоне 0−500%. При импульсном напряжении электрическая прочность диэлектрика зависит от интенсивности роста напряжения на стадии нарастания импульса. При этом установлено, что для заданной длительности стадии нарастания импульса (∼ 20 ns) есть пороговая электрическая прочность (минимальное пробивное напряжение), превышающая значение квазистатической электрической прочности в 3.7 раза. DOI: 10.21883/JTF.2018.01.45500.2177 Диэлектрические эластомеры (ДЭ) представляют со-бой класс электроактивных полимеров, характеризую-щийся электромеханической связью и объединением с другими интересными общими характеристиками, таки-ми как легкий вес, быстрая реакция, высокая эффектив-ность, способность поддерживать большие обратимые деформации, а также дешевизна, что открывает боль-шое разнообразие приложений, начиная от электриче-ских генераторов до электромеханических преобразова-телей [1][2][3]. Рабочие характеристики устройств на основе диэлектрических эластомеров зависят от небольших значений диэлектрической проницаемости ДЭ, влекущей к плохой электромеханической связи: для их активации необходимы высокие электрические поля, что может приводить к электрическому пробою диэлектрика.ДЭ характеризуются высокой деформируемостью, фактически представляющей собой ключевую особен-ность с точки зрения их применения. Поэтому, посколь-ку электрическое поле в материале зависит от его теку-щей конфигурации, это имеет принципиальное значение для определения предельной деформации, совместимой с данным электрическим полем, и наоборот. В то же время можно считать общепризнанным [4], что величина электрической прочности в случае кратковременных и высокоинтенсивных электрических воздействий значи-тельно отличается от статического случая, а также зависит от материала электродов, их геометрии, размера и конфигурации межэлектродного промежутка [5,6], кон-такта между полимерным образом и электродами. Таким образом, зависимость между электрической прочностью и степенью деформации эластомера оказывается под влиянием совокупности факторов.Исследованиям импульсной электрической прочности диэлектрических эластомеров еще не уделялось долж-ного внимания. Тем не менее необходимо понимать поведение данных материалов при кратковременных электрических воздействиях для их применения в дина-мических и циклических электромеханических системах. В настоящей работе представлены результаты экспе-риментального анализа, сфокусированного на влиянии скорости роста электрического напряжения на электри-ческую прочность акриловой ленты VHB. Испытания проводились в двух режимах: квазистатическом и им-пульсном.Нужно заметить, что ввиду технологической ограни-ченности установок, связа...

Моделирование Электрического Пробоя Монокристаллов Перхлората Аммония В Динамическом Режиме

“…Система обыкновенных дифференциальных уравнений (1)−(4) с начальными условиями (6) решалась численно методом Рунге-Кутта 4-го порядка точности [25] совместно с уравнением (5). Некоторые результаты численного моделирования электрического пробоя монокристаллов ПХА в динамическом режиме приведены на рис.…”

“…В последние десять лет появилось значительное число работ по исследованию закономерностей электрического пробоя полимерных диэлектрических пленок и энергетических материалов [1][2][3][4][5][6][7][8]. Актуальность работ [1][2][3][4][5] обусловлена тем, что диэлектрические пленки применяются, например, в импульсных высоковольтных конденсаторах, а диэлектрические эластомеры -в электромеханических преобразователях. В работах [1][2][3] показано, что экспериментальные данные по электрической прочности полимеров можно объяснить, используя ионизационный механизм пробоя диэлектриков, не связанный с развитием в них ударной ионизации.…”

“…В работах [1][2][3] показано, что экспериментальные данные по электрической прочности полимеров можно объяснить, используя ионизационный механизм пробоя диэлектриков, не связанный с развитием в них ударной ионизации. В работах [1,5] рассматривается влияние скорости нарастания напряжения на образцах на их электрическую прочность. Изучение электрической прочности энергетических материалов вызвано необходимостью решения проблем безопасности при их производстве и транспортировке в связи с возможностью их электризации, а также применением их в искровых электродетонаторах [6][7][8].…”

Влияние Крутизны Фронта Импульса Напряжения На Электрическую Прочность Полимеров

“…Известен ряд работ, в которых исследовалось влияние крутизны фронта импульса на величину пробивной напряженности поля F br образцов различных полимерных диэлектриков [1][2][3][4][5][6][7].…”

“…Напротив, наличие минимума пробивного напряжения на F br (dV /dt) зафиксировано в работе [3] для таких полимеров как политетрафторэтилен, полиэтилентерефталат (ПЭТФ) и полиимид. Однако в работах [4,6,7] для образцов полипропилена [4], ПЭТФ и полиэтилена [6], акриловой ленты VHB [7] на зависимости F br (dV /dt) зафиксировано только увеличение F br при увеличении крутизны фронта импульса напряжения.…”