PI薄膜相关的基本理论

一、耐电晕的基本理论

在电场作用下，绝缘材料聚酰亚胺薄膜的部分区域发生放电短路的现象称为局部放电

根据局部放电发生部位的不同，可分为绝缘材料内部的局部放电、表面的局部放电、发生在导体边缘而周围气体被击穿的电晕。

聚酰亚胺薄膜绝缘材料在放电作用下的绝缘破坏与材料本身结构有关，还受如下因素影响

1.频率的影响。放电次数随频率成比例增加，一般绝缘材料的电老化寿命与频率成反比

2.电场强度的影响。场强增加，放电次数增加，且加快了从局部放电到击穿的进程，一般聚酰亚胺薄膜绝缘材料的耐电场强度与其寿命有反幂关系。

3.温度的影响。一般温度增加，耐放电性能降低，电老化寿命缩短，

4.相对湿度的影响：一般绝缘材料的电老化寿命随材料所处环境的湿度增大而缩短

5.机械应力的影响：材料内部存在应力时，其耐局部放电性能下降

电晕放电是交流电压下局部放电的一种，包括在电极附近沿绝缘体表面所发生的表面电晕和聚酰亚胺薄膜绝缘材料内部气隙中电场集中处发生的间隙电晕两种。

在绝缘体内部气隙中产生的局部击穿称为绝缘内部的游离，或称为介质中的电晕。

二、材料介电常数理论

材料在受外电场的作用下，会由于其诱导和永久偶极矩的取向而被极化。

高分子内原子间主要由共价键连接，成键电子对的电子云偏离两成建原子的中间位置的程度，决定了键是极性还是非极性的以及极性的强弱。各原子在分子中的位置和排列，使分子具有确定的几何构型和构象，分子中的核电荷和电子云也各有一定的分布，正负电荷分布各有一个中心，正负电荷中心相重合的分子为非极性分子，不相重合便是极性分子。极性的强弱由偶极矩表示。

按照极化机理的不同，分子的极化可以分为电子极化、原子极化、取向极化和界面极化四类。

电子极化是分子中原子的价电子云在外电场作用下向正极偏移，发生了电子相对于分子骨架的移动，使分子的正负电荷中心的位置发生变化而引起的。发生的频率范围是10^14~10^16

原子极化是分子骨架在外电场作用下发生变形造成的。原子极化一般只有电子极化的十分之一，发生的频率范围为10^9`10^13.具有永久偶极矩的极性分子在没有外电场时，由于分子的热运动，偶极矩指向各个方向的机会相同，所以大量分子的总平均偶极矩为0，表现为电中性。

取向极化是在外电场作用下极性分子沿电场的方向排列，产生分子的取向。发生的频率范围约在10^3`10^8

界面极化是由于可移动电荷或者出自同一电极的电荷，受到接口的阻扰或被限制到材料中造成的，发生的频率范围为10^-3`10^2

介电常数包含电子、原子和偶极子的贡献。大小取决于聚合物中的可极化单元随交变电场振动快速发生取向的能力。在较低频率下原子极化对介电常数也有贡献。