能量辐射对低密度聚乙烯膜体积电阻率特性的影响

肖立

文章摘要:本项研究围绕用高能电子束照射过的低密度聚乙烯薄膜（LDPE）的体积电阻率特性进行。通过DSC分析，经电子束照射后的样品晶粒熔融点低于原样品。已证实体积电阻率在60℃至晶粒熔点的温度范围内随温度上升而增大，原因在电子束照后产生的固体结构缺陷以及许多体积中心形式的影响。而当温高于熔点时，体积电阻率又随之降低，原因在于晶粒的熔融。
文章主题:低密度聚乙烯薄膜 体积电阻率 能量辐射 绝缘材料

文章内容：椭度聿蠖2000年期(总第47期)掭时～村能量辐射对低密度聚乙烯膜～[『体积电阻率特性的影响～..—.—.——8..139—701,,139—701,.305—343,,,437—763,,380—702摘要本项研究围绕用高能电子束照射过的低密度聚乙烯薄膜()的体积电阻率特性进行.通过分析,经电子束照射后的样品晶粒熔融点低于原样品.已证实体积电阻率在6至晶粒熔点的温度范围内随温度上升而增大,原因在于电子束照射后产生的固体结构缺陷以及许多体积中心形式的影响.而当温度高于熔点时,体积电阻率又随之降低,原因在于晶粒的熔融.1简介由半结晶树脂制成的聚乙烯材料,在低温下不仅没有极性而且有很好的柔软性.具有最单一的结构,具有优良的加工工艺性和强度性,并因此在各领域获得广泛应用,尤其是优异的绝缘和介电性能而大量用于电力电缆绝缘结构中,然而,其物理性能如电气绝缘性能在长期使用后会大幅下降,于是我们对不同辐射剂量下的样品电气性能变化进行了研究,辐射由电子加速器产生.它目前已用于改善天然聚合物的性能.本文对原始样品和径1,2,,8,16剂量辐射后的样品体积电阻率进行了研究,测量在100～100的外加电压下进行,温度控制在3和12之间.2实验2.1辐射方法使用放射线量计,是为了在电子束辐射到样品之前,获得稳定的电子束辐射常数,然后样品按辐射剂量分类,而辐射剂量由外加电流和传送带传送速率控制.辐射量的计算表达式如下:=可[-式中:为电子束辐射剂量,为外加电流,为传送速率.65&;'-■1,～～2000年期(总第47期)《电瓷避雷器译丛》表1按电子束辐射剂量对样品的分类外加电流()辐射源传送速率()数量剂量()=5,=7/11一10.=7/12=10.=3.5/14=10.=3.5/28=10.=3.5/416翰送机2.2实验装置一个一1000超高阻表用于测量体积电阻率,外加电压以步进方式0,25,50,100逐步施加,测试数据在加压5后进行记录.一个一9电烘箱用于提供20～120之间所需的温度控制.试验单元置于烘箱中,温度的变化由温度控制器控制在±1以内.用于测量体积电阻率的电极简图如图2.3实验结果3.1频谱为测量聚合物的物理性能和研究不同剂量辐射下样品表面结构改变量,使用了分光镜进行研究.样品频谱分析如图3.通过光谱分析的结果可知在波数为1303时样品66透射率发生变化,同时,在1820的波数范围内,样品透射率峰值相对原样品降低.上部电极保护电极样品下部电极/图2电极示意图波数'图3样品的光谱3.2频谱图4显示了用频谱后,原和辐射后的晶粒度散射频谱分析.吸收峰说明晶粒随温度的升高而开始熔融.如表2所示,辐射后样品晶粒熔点低于原样品晶体熔点.随着辐射剂量的加大.熔点不稳定,但可以确证当辐射剂量超过4时熔点降低.2000年期(总第47期)《电瓷避雷器译丛》图4样品的分析3.3体积电阻率为研究100膜初始和辐射后的电气性能,对每个样品的体积电阻率进行了测量.最初样品的体积电阻率与温度的依赖关系如图5所示.随着外加电压的增大,体积电阻率在温度加到10以下时降低.对此值得注意的是,导电电子数量由于从电极上电子的流入随外加电压的升高而增加,并且体积电阻率在温度超过100时迅速下降,原因在于晶粒在10至10'时熔融.-一温度【℃】图5电阻率一温度曲线原始样品-温度【℃】图6以1剂量电子束辐射后的样品电阻率——温度曲线辐射剂量为1～16时体积电阻率随温度的依赖关系如图6～10所示.对于1剂量辐射的样品,体积电阻率在温度为3～65时迅速下降,而在温度为65_～100时缓慢上升,10'以上再度下降.-一温度【℃】图7以2剂量电子柬辐射后的样品体积电阻率——温度曲线所有辐射后的样品其体积电阻率在35～65时迅速下降,而在65～100时缓慢上升.以低于8剂量辐射的样品体积电阻率在100以上时下降.在25672000年期(总第47期)《电瓷避雷器译丛》;●一温度【℃】图8以4剂量电子束辐射后的样品体积电阻率——温度曲线:温度【℃】图9以8剂量电子柬辐射后的样品体积电阻率——温度曲线电压下,温度范围在4【以下时,辐射后样品体积电阻率低于原样品,然而在外加电压高于50后,其体积电阻率又高于原样品,原因在于经过电子束辐射后造成的大量陷阱中心所致,在温度达4℃以上后,所有的辐射后样品体积电阻率都低于原样品之值.68;●温度【℃】图1以10荆量电子束辐射后的样品体积电阻率——温度曲线表2晶粒熔点量初始124816熔点08<>1】107.507.5907.79107.09106.664结论为研究电子束辐射后的物理电气性能,对经受了1,2,4,8,18剂量辐射的100#厚度的样品以及常规样品进行的物理性能和体积电阻率进行研究.通过光谱分析结果证实透射率在波数为1330-1的电子束辐射下发生变化.分析指出晶粒熔点在剂量少于4时上升,而高于4时下降,同时指出所有辐射后样品在任何条件下其晶粒熔点都低于未辐射样品,最后,当温度由0～6升至熔点时体积电阻率上升,原因在于电子束副射造成的晶体结构缺陷以及大量陷阱中心的形成.当温度超过熔点后,由于晶粒的熔融,体积电阻率下降.2000年期(总第47期)《电瓷避雷器译丛》参考文[1]..,.献.;,,,.49～74(1992).(1992).[4].,.;/,[2].;,.561～566(1992).,.[5-1..;..,1—15,3,.,...,241～250(1980).,,.141～184[3].;(1980).—,,217～222翻译校核肖立苏玫业;;业业业坐坐坐业坐坐坐■(上接20页),,,21.一24.3.1987[11]..,.[12].—,91,1970..397—402[13]....,,19.一21[14].,..,<>11.19855,24.一28.8.1987.51.01[15]....,,.28—.1.1989,12.01,翻译:王新霞译校:贺西民69