恒流电晕三极管及其在聚合物材料电晕极化应用的研究

论文摘要

电晕是一种自持放电,在非对称电极（例如针-板电极）上施加足够高的电压时,就会发生。电晕极化技术与其他静电场极化相比较,它的最大优势就在于,极化时不需要沉积电极,比三明治结构的平板极化较容易获得更高的电场,而且即使有表面缺陷的薄膜也能够实现极化,因为击穿被限制在样品的很小范围内。电晕三极管系统就是在针-板电极之间加入了一金属栅极,它不仅可通过栅极电压调节样品表面电位,还可以使落在样品的表面电荷分布均匀。本文设计了一种新型的电晕三极管极化装置,这种装置可对聚合物薄膜进行恒流极化。在电晕放电过程中,不但可以改善在样品上电荷分布均匀性,同时可以检测到样品表面电位。为了实现电晕极化过程中充电电流的恒定,设计了反馈系统,通过反馈电路实现对栅极电压的调节,使栅极与样品的表面电位保持恒定。本文利用恒流电晕装置建立了低密度聚乙烯在极化过程中的表面电位建立过程,并对其实验结果进行了分析。实验证明,通过恒流电晕装置,能方便的研究电荷在聚合物中的存储和传输行为。电光学聚合物引起人们极大关注的原因就在于其主链或侧链上具有很强的非线性分子生色团。为了获得二阶非线性效应如二阶倍频效应,需要对聚合物进行电场极化,使其具有非对称结构。本文利用恒流电晕极化装置对电光聚合物含咔唑聚膦腈进行了电晕极化,实验证明,通过此方法能方便的得到电晕极化完成时间和极化所需的极化场强,对优化材料的非线性能提供了极为方便的研究手段。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1 章 绪论
• 1.1 电晕放电
• 1.2 电晕极化技术的应用及优势
• 1.3 恒流电晕极化
• 1.4 电晕极化聚合物薄膜驻极体材料
• 1.5 本文研究的主要内容和各章安排
• 第2 章 恒流电晕三极管的测试原理和设计方法
• 2.1 实验装置的测试原理
• 2.1.1 电晕三极管的电气特性
• 2.1.2 恒流控制和表面电位的测量
• 2.2 实验装置的设计
• 2.2.1 电晕筒和样品台的设计
• 2.2.2 实验装置外接仪器技术要求
• 2.2.3 反馈控制系统的设计
• 2.2.4 温控加热台
• 2.2.5 实验系统的性能
• 2.3 本章小结
• 第3 章 恒流电晕三极管对聚合物极化过程的研究
• 3.1 非极性聚合物的极化
• 3.1.1 LDPE 表面电位的建立分析
• 3.1.2 LDPE 极化后的PSD 曲线
• 3.2 极化电光聚合物
• 3.2.1 电光聚合物的掺杂类型
• 3.2.2 电光聚合物的电光效应
• 3.2.3 恒流电晕极化含咔唑聚膦腈接偶氮硝基苯聚合物
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢