ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гипотезы о механизме пробоя полимеров в разных температурных областях из "Электрические свойства полимеров Издание 3" Современная техника эксперимента позволяет исследовать сам процесс развития электрического пробоя, а также явления, сопровождающие образование и рост дендритов в конденсированных средах. В настоящее время существует точка зрения, согласно которой многие явления в твердых и жидких диэлектриках в процессе развития пробоя аналогичны и не связаны непосредственно с ударной ионизацией. Развиваются представления о том, что образованию канала пробоя предшествует возникновение зон пониженной плотности или даже газовых каналов в конденсированной среде, но которым впоследствии развивается сам разряд [140]. [c.154] В одной из последних работ [141] изучалось развитие предпробивных явлений в тщательно очищенной (деионизованной) воде, применяемой в качестве диэлектрика в современных импульсных накопителях энергии. С помощью интерферометра Маха — Цендера, электронно-оптического преобразователя и высокоскоростной фоторегистрации изучено изменение распределения поля в разрядном промежутке непосредственно перед пробоем и обнаружено возникновение зон интенсивного оптического возмущения на расстоянии около 200 мкм от катода и шириной около 100—150 мкм, распространяющихся со скоростью звука от катода к аноду. При достижении одной из зон анода развивается разряд к аноду и устанавливается окончательный пробой разрядного промежутка. Морозов и Кучинский [141] полагают, что наиболее возможной причиной распространения таких пред-пробойных зон возмущения в воде является движение в канале возмущения под действием электрического поля отрицательного заряда, возникшего в диэлектрике в результате инжекции электронов с катода и их захвата молекулами воды. Однако сам механизм такого движения, происходящего со скоростью звука, пока не ясен. Возможно, он сопровождается эстафетной передачей электронов от молекулы к молекуле и распространением вследствие этого ударной волны за счет динамических усилий в головке канала возмущения. [c.154] Таким образом, дискуссия о природе развития электрического пробоя продолжается. Появляются работы, в которых содержится критика гипотезы ударной ионизации, предлагаются новые модели развития пробоя, которые, однако, требуют критического анализа. С другой стороны, приверженцы гипотезы ударной ионизации стремятся усовершенствовать свою гипотезу с учетом роли эмиссии носителей заряда из электродов и образования объемного заряда. [c.155] Теория ударной ионизации Фрёлиха с учетом взаимодействия между электронами проводимости и захваченными на ловушках электронами не получила экспериментального подтверждения. Более того, эта теория не может объяснить повышение электрической прочности полиэтилена за счет образования сшитой структуры при облучении, а также возрастание с уменьшением длительности импульса напряжения в области высоких температур. Эти факты, однако, не противоречат гипотезе электромеханического пробоя. [c.155] Для проверки гипотезы электромеханического пробоя были проведены соответствующие расчеты, а также экспериментальные исследования деформации полимеров в сильных электрических полях как с помощью изучения двулучепреломления, так и с использованием специальной оптической системы, регистрирующей малые перемещения электродов. И хотя в результате этих опытов и расчетов вопрос не был решен окончательно, однако возможность пробоя полимеров при повышенных температурах в постоянном поле за счет сильно локализованных электромеханических деформаций не исключается [4, с. 75 112]. [c.155] Экспериментально полученные зависимости пр = Д7 ) оказались весьма близкими к рассчитанным кривым в особенности для полиэтилена (рис. 101) и полиметилметакрилата в интервале от 273 до 313 К- В случае полиэтилентерефталата приведено всего одно экспериментальное значение при 353 К, которое согласуется с расчетным, а для полистирола удовлетворительное согласие между расчетными и экспериментальными данными наблюдается для трех точек в интервале от 343 до 378 К [142]. Итак, несмотря иа приближенный характер теоретических оценок (точная теория в работах [115,142] не применялась) можно заключить, что при повышенных температурах наиболее вероятен тепловой пробой полимеров. [c.157] При пробое полимеров в области низких температур время формирования пробоя очень мало 1р 0,6 5-10- с, что соответствует [120] кажущейся подвижности носителей х 2- Ю м (В-с) и свидетельствует в пользу электронной природы явления. Повышенные значения пр в случае полярных полимеров и полимеров с ароматическими добавками [П5] также свидетельствуют в пользу гипотезы об электронной природе пробоя в области низких температур, поскольку диполи полярных макромолекул и л-электроны ароматических соединений могут являться тормозящими центрами при движении электронов по образцу. Однако до настоящего времени отсутствуют прямые доказательства гипотезы о ударной ионизации электронами в случае полимеров. Следует полагать, что применение современных методов скоростной регистрации развития электрического пробоя к полимерным материалам позволит уточнить механизм пробоя в области пониженных температур. [c.158] Вернуться к основной статье