編號(hào)：CYYJ03384
篇名：柔性PDMS基介電復(fù)合材料的電場(chǎng)及擊穿損傷形貌演變規(guī)律研究
作者：陳雷 胡海龍
關(guān)鍵詞： 介電性能 復(fù)合材料 電場(chǎng)分析 DBM模型 有限元法
機(jī)構(gòu)： 中南大學(xué)航空航天技術(shù)研究院
摘要： 與其它儲(chǔ)能設(shè)備相比,由介電復(fù)合材料制得的介質(zhì)電容器在快速充放電能力與高功率密度方面極具優(yōu)勢(shì),如何提高介電復(fù)合材料能量密度與優(yōu)化其擊穿性能已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。為進(jìn)一步調(diào)控并兼顧介電常數(shù)與擊穿性能,本工作基于DBM(Dielectric Breakdown Model,介電擊穿模型),采用有限元數(shù)值模擬,研究了無(wú)機(jī)填料的分布對(duì)柔性聚二甲硅氧烷(PDMS)基介電復(fù)合材料體系的電場(chǎng)與發(fā)生介電擊穿時(shí)擊穿損傷形貌演變的具體影響。研究結(jié)果表明:填料與基體邊界處存在較大的介電差異,可以使用較大介電常數(shù)的聚合物基體或較小介電常數(shù)的無(wú)機(jī)填料來(lái)減小其界面處的高電場(chǎng)區(qū)域,繼而提高復(fù)合材料的耐擊穿能力;同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)無(wú)機(jī)填料分散更均勻時(shí),其樹(shù)狀損傷通道更容易產(chǎn)生分支,此種情況將使介電擊穿的樹(shù)狀損傷通道的損傷位點(diǎn)增多,延緩其損傷速度,繼而提高復(fù)合材料的耐擊穿性能。該研究結(jié)果將為開(kāi)發(fā)高儲(chǔ)能密度且具有優(yōu)異擊穿性能的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合電介質(zhì)材料提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。
