您好, 歡迎來到化工儀器網
彈性體材料介電擊穿強度測試探討
彈性體材料由于其*的彈性、穩定的電 氣性能，以及眾多的品種,使之逐漸在各大電力 電子產品中出現，如電力電纜、電力附件、接線 盒以及電力電子封裝等等。在這些應用中，材料 的介電強度這一性能成為產品設計的一項主要 參考性能，也影響著產品的設計、適用范圍以及 使用壽命。這項指標的優異與否,決定了產品的 應用表現和長期穩定性。
因此，材料介電強度的測試成為一項應用 廣泛的參考性測試，在很多產品設計中作為重 要參考指標。但在我們實際工作中卻發現了問 題：介電強度的測試很容易受各種因素的影響， 從而使測試結果與產品的實際表現有偏差。
在不同配方材料的實際應用過程中，往往 發現介電強度測試數據較高的材料，未必在實 用中能獲得很好的應用結果；而介電強度測試 數據較低的材料，有時卻能獲得較好的應用結 果。相同的最終產
品，使用不同的材料，引起不 同的結果，通常是生產工藝的不穩定造成的，其 次才是材料本身的原因。但是排除了工藝原因 后，我們發現介電強度測試結果的不可靠性也 會引起產品表現的差異。
1 測試標準
目前我國的相關標準中，用于測試彈性體 材料介電強度的標準是GB/T 1408.1和GB/T 1695。GB/T 1408.1'。針對的是通常意義的絕緣 材料、熱固性材料、熱塑性材料。GB/T 1695'1針 對的是橡膠材料，參考TASTM D149—97a131標 準。但兩份標準都只作了軟質和硬質兩種區分標 準，這樣的區分對于如硅橡膠彈性體這種硬度 相差較大的種類，就產生了一些問題。
同時我們查找了電力標準I EC標準。 IEC 60243'4］中也沒有明確提到彈性體類產品。 這一直是彈性體材料廠家爭論的焦點
正是由于標準的不明確，為彈性體的介電 強度檢測造成了一定的誤解和誤操作目前IEC 正在修iriEC 60243,希望能在以后的新版本中 獲得更多弾性體的測試方案。
1 材料硬度
我們認為，材料硬度是造成測試結果不可 靠的關鍵性因索對于硅橡膠來說，從非常軟 的凝膠到非常硬的固體膠，范圍非常廣。研究發 現，邵爾A硬度大于50的砧橡膠材料，其介電強 度測試結果比較穩定.受硬度影響小；而邵爾A 硬度小于50的材料，則會產生不穩定。
在邵爾A硬度20?50范圍內，材料在介電強 度的測試中很容易產生偏差這個硬度范圍在 GB標準中通常屬于軟質橡膠，使用1 mm試片測 試但由于材料比較軟，厚度薄，所以在實驗前， 測試厚度的精度就不容易掌握，容易產生偏差 在放置試片進行測試的時候也容易產生變形， 加載電極時因為電極質址而產生壓扁現象，從 而*影響測試結果（如圖1所示）變形后，材 料測試厚度變薄，使材料實際檢測數據偏小，不 能真實反映材料的實際性能
邵爾A硬度小于20的硅橡膠基本以凝膠為 主，材料硬度很低，力學強度低，有自粘性。這 類膠應使用GB/T 1408.1中5.1.9 “充填膠球狀電 極方法"測試。但由于凝膠本身具有較強的自 粘性，這種方法在材料制樣及電極放置時，很難 避免空氣夾雜和與電極的*貼合，造成測試 結果波動范圍很大，失去了實際應用的參考價值 （見圖2）。
目前的測試標準使用的是如圖3所示的典 型電極裝置⑴圓柱形電極的芭徑可以有所不 同這類裝置的優勢在于片狀樣品易于制備和 加工可惜的是，樣品界面不可避免地會產生 預擊穿放電，引發不必要的電應力，造成界面擊 穿這種受干擾的測量數值與材料的實際值是 存在差異的如1 mm厚的片狀有機硅彈性體樣 品的介電強度在20?40 kV/mm之間（具體取決 于不同的電極裝置），即使材料的一此明顯改性 （塑化、交聯度等）也不會引起介電強度的劇烈 變化.因此，這種測試有機硅彈性體的方法是有 局限性的。
如果利用圖4 （a）所示的埋入式電極測量，那 么有機硅彈性體的介電強度會超過10（）kV/mm 使用埋入式電極裝置測量，硬度等參數對介電 強度有著明顯的影響
由于一些彈性體（例如三元乙丙橡膠）要制 備成填充樣品比較復雜，所以常常采用片狀樣品 澆注的方法［圖4（b）］
大量研究表明，適當的經典電極裝置與合適的填充材料組合，也能夠獲得與埋入式電極 所用樣品相同級別的介電強度，并有利于更好 地研究材料改性
多種電極選擇以及實驗方法的不同，造成 我們實際檢測中選型的困難，也加大r不同材料 對比的難度
另一方面.無論是IEC標準還是GB標準，都 沒有乂寸測試時上電極的負載做明確的說明在 實驗過程中，將電極加載在試樣上，為了保證與 試樣的緊密貼合，會人為施加一個壓力在上面， 這個壓力的不確定性，增加了被測試片變形的不 確定性，造成誤差，由于無明確負載說明，所以 各廠家生產的電極也會有質量偏差，造成進一 步的不確定性。
4試樣表面質量
試樣表面質量也影響著測試結果通常我 fl I都會關注試樣表面的清潔程度，但也有些地 方容易被忽略
(1) 平整度：試樣表面如有凹陷或缺陷，將 會影響電極貼合程度，影響測試結果
(2) 光滑程度：現在有些模具經過噴砂或特 氣龍處理這種模具制成的樣片，表面均有細小 的波動，通常情況下影響不大，但.測試波動有時 會在0.5 kV左右。
(3) 試樣內部缺陷：這是最容易忽略的地 方,特別是使用液體硅橡膠或凝膠制樣時由于 材料黏度小，容易裏夾空氣，再內部形成細小的 氣孔這些氣孔在外表面是很難彼發現的，但卻 會極大地影響測試結果
5結語
綜上所述，材料介電強度的測試，由于標準中方法的不足，以及對應材料性狀的差異，容易產生各種測試結果的差異在排除了人為操作失 誤、設備誤差等方面的原因后，我們應更關注于 上面所提到的測試條件，以獲得穩定可靠的性能數據。
關鍵詞：介電強度測試 擊穿強度測試 介電擊穿強度測試儀
推薦設備：ZJC-50KV計算機控制電壓擊穿試驗儀-北京中航時代儀器設備有限公司
