不同温度下聚酰亚胺薄膜陷阱特性对其绝缘性能的影响

摘要

聚酰亚胺具有优良的绝缘性能与耐高低温性能，广泛应用于航天器电力系统绝缘和航天器表面。为了研究不同温度对聚酰亚胺薄膜陷阱特性和绝缘性能的影响，首先采用电晕放电法对聚酰亚胺表面进行充电，用等温表面电位衰减法与双指数数学模型计算陷阱分布参数，研究分析了25、50、70和90℃条件下的陷阱分布。其次，测量了聚酰亚胺薄膜在不同温度下的体电导率和介电频谱特性，分析了聚酰亚胺薄膜陷阱分布特性对其介电性能和体电导率的影响规律。研究结果表明：随着温度的升高，聚酰亚胺中浅陷阱分布变化不明显，但深陷阱能级略有下降，且深陷阱密度大幅度降低；温度升高，陷阱对载流子束缚作用减弱，载流子迁移率、载流子浓度增大，引起电导率上升；深陷阱密度降低导致载流子激增并形成空间电荷极化现象，引起介电常数在低频区域上升；基于双极性电荷输运模型，揭示了陷阱对薄膜绝缘性能的影响机理，从电极注入与内部电荷传输两个角度分析了温度对绝缘性能的作用机理，为进一步改善极端应用环境下聚酰亚胺薄膜的绝缘性能提供了理论依据。