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電氣強度性能測試：

    電氣強度是電介質(zhì)材料在應(yīng)用中一項很重要的指標(biāo)。就材料本身而言，影響其電氣強度的因素有很多，主要有晶粒分布的均勻性、晶粒大小以及材料內(nèi)部存在的氣孔等缺陷。另外，樣品的形狀、厚度、電極的形狀等也會不同程度地影響最終的電氣強度，本實驗為了盡量減小材料結(jié)構(gòu)對其電氣強度的影響，均選用厚度為1 mm的樣品進行試驗。

    圖2-20為不同體積比的PA11 /PVDF共混物樣品的電氣強度，從圖中可以看出，各體積組分的電氣強度相差很小，在12.516.5 kV/mm之間，當(dāng)PAl l體積含量為40.vo1%時，PA11/PVDF共混材料達到最大電氣強度Eb=16.SkV/mm，當(dāng)PA 11體積含量為80vo1.%時，材料的電氣強度最小(Eb=12. SkV/mm)。這是由于當(dāng)PA11: PVDF=80:20時，在PA11/PVDF共混樣品中兩相的粘結(jié)不是很好而導(dǎo)致樣品的電氣強度低的緣故。

    結(jié)合PAII/PVDF共混物介電性能測試結(jié)果，PA1 l :PVDF=20:80的PA11 /PVDF共混物擁有最佳的介電性能，為了研究厚度對樣品電氣強度的影響，我們將PA 11和PVDF按PA1l :PVDF=20:80的體積比例制備不同厚度的樣品進行擊穿實驗。圖2-21為PA11/PVDF(20:80)共混物的電氣強度與厚度的關(guān)系圖。從圖中我們可以看到，當(dāng)樣品厚度由0.5~增加到2.Omm時，其電氣強度從15.2kV/mm不斷下降。由此可見，樣品厚度對其電氣強度的影響非常明顯，隨著樣品厚度的增加，其電氣強度急劇下降。其原因歸結(jié)于:一方面由于厚度的增加，共混物中缺陷出現(xiàn)的概率則加大，使得擊穿弱點增多，從而大大降低了共混材料的擊穿強度;另一方面，由于電場強度的“邊緣效應(yīng)"，厚度的增加使電極邊緣電場增強數(shù)倍，從而導(dǎo)致PA11/PVDF共混物的電氣強度下降。B.Gilmore等〔i31?認為電介質(zhì)一般都遵循弱點擊穿的理論，即電介質(zhì)內(nèi)部的裂紋、氣泡等局部弱點的破環(huán)是導(dǎo)致電介質(zhì)整體破環(huán)的主要因素，弱點破壞極大程度地降低了電介質(zhì)本身的耐壓性能。也就是說，如果弱點(比如裂紋和氣孔等)導(dǎo)致介質(zhì)被擊穿，那么這種弱點必有其臨界尺寸，因而隨著樣品測試厚度的增加，樣品中存在大于臨界尺寸的弱點的可能性將增加。

    結(jié)果表明，在相同的電場及測試條件下，這些缺陷更容易引起局部電場畸變，從而使電介質(zhì)的擊穿幾率加大，因此隨著樣品測試厚度的增加，其擊穿強度就會急速下降。同時B. Gilmore等對不同電極結(jié)構(gòu)采用電場模擬時發(fā)現(xiàn)，平板電極結(jié)構(gòu)的電場畸變非常明顯，尤其是在電極邊緣(即電極、介質(zhì)及媒介交匯處)電場增強顯著。電極邊緣的電場增強，使得處于電極邊緣附近介質(zhì)表面的氣孔更容易產(chǎn)生氣體放電，從而導(dǎo)致整個介質(zhì)的擊穿y3z)0