TiO₂和SiO₂纳米掺杂聚酰亚胺复合薄膜的电学性能研究

熊海安¹，梅金硕¹，殷景华^1,2

1. 哈尔滨理工大学应用科学学院2. 哈尔滨理工大学教育部工程电介质及其应用重点实验室

摘 要：采用原位聚合法制备了PI/TiO₂和PI/SiO₂纳米复合薄膜。研究质量分数均为10%的两种纳米掺杂对PI复合薄膜介电性能的影响,采用光刺激放电电流法（PSD）表征两种纳米颗粒对PI复合薄膜陷阱能级的影响,通过陷阱理论对介电性能的影响机制进行探讨。结果表明:TiO₂和SiO₂纳米掺杂提高了PI的电导率和介电常数,介质损耗相应增加,耐电晕寿命明显提高,电气强度虽有所下降但仍满足实际需要。两种纳米掺杂都在PI基体中引入了大量的浅陷阱,PI/TiO₂和PI/SiO₂复合薄膜的陷阱能级范围分别为1.83².85 e V和2.13².83e V,且SiO₂纳米颗粒引入的浅陷阱密度低于TiO₂纳米颗粒。在此基础上,通过陷阱理论分析了两种复合薄膜的耐电晕老化机制。

关键词：聚酰亚胺;光激电流法;纳米复合材料;电学性能;陷阱能级;