紫外老化箱不同老化條件下的空間電荷研究對電介質(zhì)老化,降解和擊穿機理的理解引起了科學家多年的興趣,這是由于電介質(zhì)的廣泛應(yīng)用。降解和擊穿機理比老化機理更加容易理解,老化仍然是一個很有爭議的話題。顯示不同電場強度下會導致絕緣失效的不同機理。擊穿機理發(fā)生在一個電場持續(xù)時間很短內(nèi),時間數(shù)量級在微妙,并分為電,電-機械或熱擊穿。在這些情況下失效是由于存在高場強而不能達到穩(wěn)態(tài)引起,當電場超過機械能夠承受的臨界值加速直到擊穿。

當電荷在材料體內(nèi)形成時,其中的一部分電荷成為了空間電荷??蓪⑾葳宕蟾欧譃閮纱箢悾瓷钕葳搴蜏\陷阱。淺陷阱是更容易捕獲和釋放電荷的那一類陷阱,通常其陷阱能級深度范圍在0.15~0.3eV,載流子的壽命剩余時間在10-12 s的數(shù)量級以內(nèi);相反,深陷阱的陷阱能級范圍在0.4~1.5eV,對應(yīng)的載流子的壽命剩余時間無限長,當電荷被這類陷阱捕獲時,電荷將很難脫陷,最終形成了材料內(nèi)部局部區(qū)域的空間電荷。
紫外老化箱雖然對聚乙烯材料微觀形態(tài)、陷阱和空間電荷之間的關(guān)系得到一定的理解,并有文獻提出一些陷阱模型對電荷在材料中的入陷和脫陷動力學過程進行數(shù)值模擬,但模型中載流子的陷阱參數(shù)如陷阱能級深度和陷阱密度等值的確定卻是根據(jù)半導體材料中的一些經(jīng)驗值,這很可能對電荷入陷和脫陷動力學過程產(chǎn)生較大誤差,因此,有必要尋求一種能夠真實反應(yīng)材料內(nèi)部陷阱參數(shù)的空間電荷陷阱模型。
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