聚酰亞胺因其優(yōu)異的力、熱和電等綜合性能被廣泛應(yīng)用于微電子、電氣絕緣及航空航天等領(lǐng)域。隨著電力電子技術(shù)和高速鐵路的飛速發(fā)展,脈寬調(diào)制技術(shù)廣泛應(yīng)用于高速動車組的變頻調(diào)速牽引電機中。由于高頻脈沖電壓所帶來的電暈放電及空間電荷效應(yīng)經(jīng)常引起絕緣材料的過早老化,傳統(tǒng)單層聚酰亞胺薄膜已無法滿足變頻電機的絕緣要求,因此對變頻電機用聚酰亞胺薄膜進行結(jié)構(gòu)改性和功能化已經(jīng)成為近年來的研究熱點。本文通過逐層流延鋪膜及熱亞胺化法制備了PI/Al₂O₃單層復(fù)合薄膜和具有“三明治”結(jié)構(gòu)的PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜。與傳統(tǒng)的單層聚酰亞胺復(fù)合薄膜相比,通過引入摻雜層與純膜層之間的層間界面結(jié)構(gòu)進一步提高了復(fù)合薄膜的性能。首先研究了納米Al₂O₃顆粒對PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜化學(xué)結(jié)構(gòu)以及微觀形貌的影響。透射電鏡分析表明,PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜具有完整的三層結(jié)構(gòu),并且層間界面非常清晰,無裂紋、孔隙等缺...

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 聚酰亞胺材料概述
    1.3 聚酰亞胺基納米復(fù)合薄膜研究進展
    1.4 納米電介質(zhì)材料空間電荷研究進展
        1.4.1 電聲脈沖法研究納米電介質(zhì)空間電荷特性
        1.4.2 熱激電流法研究納米電介質(zhì)空間電荷特性
        1.4.3 光激電流法研究納米電介質(zhì)空間電荷特性
    1.5 電介質(zhì)材料界面結(jié)構(gòu)研究進展
        1.5.1 納米電介質(zhì)界面模型
        1.5.2 多層電介質(zhì)材料層間界面研究進展
    1.6 聚酰亞胺基納米電介質(zhì)耐電暈機理研究
    1.7 課題來源及主要研究內(nèi)容
        1.7.1 課題來源
        1.7.2 主要研究內(nèi)容
第2章 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜的制備及表征
    2.1 實驗原料及主要儀器設(shè)備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 主要儀器與設(shè)備
    2.2 純PI膜及PI/Al₂O₃單層復(fù)合薄膜的制備
        2.2.1 純PI薄膜的制備
        2.2.2 PI/Al₂O₃單層復(fù)合薄膜的制備
    2.3 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜的制備
    2.4 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)表征與性能測試
        2.4.1 紅外光譜表征
        2.4.2 X射線衍射表征
        2.4.3 透射電子顯微鏡表征
        2.4.4 掃描電子顯微鏡表征
        2.4.5 力學(xué)性能測試
        2.4.6 熱學(xué)性能測試
        2.4.7 介電性能測試
        2.4.8 擊穿場強測試
        2.4.9 耐電暈性能測試
        2.4.10 空間電荷特性測試
        2.4.11 熱激電流特性測試
        2.4.12 光激電流特性測試
    2.5 本章小結(jié)
第3章 PI/Al₂O₃單層復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)表征及性能分析
    3.1 PI/Al₂O₃單層復(fù)合薄膜的化學(xué)及微結(jié)構(gòu)表征
        3.1.1 單層復(fù)合薄膜紅外光譜表征
        3.1.2 單層復(fù)合薄膜X射線衍射表征
        3.1.3 單層復(fù)合薄膜微觀形貌特征
    3.2 PI/Al₂O₃單層復(fù)合薄膜性能分析
        3.2.1 單層復(fù)合薄膜力學(xué)性能分析
        3.2.2 單層復(fù)合薄膜熱學(xué)性能分析
        3.2.3 單層復(fù)合薄膜介電譜分析
        3.2.4 單層復(fù)合薄膜擊穿場強分析
        3.2.5 單層復(fù)合薄膜耐電暈時間分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)表征及力、熱性能分析
    4.1 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜的化學(xué)及微觀結(jié)構(gòu)表征
        4.1.1 三層復(fù)合薄膜紅外光譜表征
        4.1.2 三層復(fù)合薄膜X射線衍射表征
        4.1.3 三層復(fù)合薄膜微觀形貌特征
    4.2 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜力、熱性能分析
        4.2.1 三層復(fù)合薄膜力學(xué)性能分析
        4.2.2 三層復(fù)合薄膜熱學(xué)性能分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜層間界面結(jié)構(gòu)與其電學(xué)性能研究
    5.1 單、三層PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜空間電荷特性對比研究
        5.1.1 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜加壓時空間電荷特性
        5.1.2 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜短路時空間電荷特性
        5.1.3 不同場強對PI/Al₂O₃薄膜空間電荷特性的影響
    5.2 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜陷阱特性研究
        5.2.1 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜熱激電流分析
        5.2.2 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜光激電流分析
    5.3 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜介電譜分析
    5.4 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜擊穿場強分析
    5.5 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜耐電暈性能分析
        5.5.1 三層復(fù)合薄膜耐電暈時間分析
        5.5.2 PI/Al₂O₃復(fù)合薄膜電暈老化前后表面形貌變化
        5.5.3 PI/Al₂O₃三層復(fù)合薄膜電暈擊穿孔形貌特點
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
本文的創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3824459