Investigation of temperature-dependent DC breakdown mechanism of EP/TiO2 nanocomposites

材料科学 空间电荷 纳米复合材料 电场 电介质 化学物理 电气故障 介电强度 分子动力学 纳米颗粒 纳米技术 化学 光电子学 计算化学 电子 物理 量子力学
作者
Zhen Li,Yongsen Han,Ji Liu,Daomin Min,Shengtao Li
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:121 (5) 被引量:21
标识
DOI:10.1063/5.0097351
摘要

In dielectric science, the electrical breakdown strength of a polymeric material significantly decreases with elevated temperatures, which restricts the development of advanced electrical and electronic applications toward miniaturization. In the present study, to clarify the temperature-dependent DC breakdown mechanisms of epoxy resin (EP)/TiO2 nanocomposites, the effects of nanoparticle incorporation and temperature on charge transport and molecular chain dynamics were studied. The results indicate that space charge accumulation and electric field distortion are reduced by nanoparticle incorporation to enhance the deep trap level, while space charge accumulation, electric field distortion, and molecular displacement are all accelerated as temperature increases. To further investigate the influence of carrier traps and molecular chain dynamics on temperature-dependent breakdown, a DC breakdown simulation model that involves bipolar charge transport, molecular chain dynamics, and breakdown criterion equations is established. The calculated breakdown strengths of EP/TiO2 nanocomposites show great accordance with the experimental results, which indicates that temperature-dependent DC breakdown mechanisms are dominated by the synergetic effects of carrier traps and segment chain dynamics. Through the analysis of the breakdown model, a transition of the dominant mechanism (from segment chain to backbone dynamics) near the glass-transition temperature for DC breakdown of EP/TiO2 nanocomposites is discovered.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
852应助iilii采纳,获得10
1秒前
xhyqaq完成签到,获得积分10
1秒前
笑笑完成签到 ,获得积分10
3秒前
英姑应助justin采纳,获得50
3秒前
无花果应助香蕉采纳,获得10
3秒前
福娃选手完成签到 ,获得积分10
3秒前
TYK发布了新的文献求助10
3秒前
shuai发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
玉米大王发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.1应助hyl采纳,获得10
7秒前
大模型应助酱鱼采纳,获得10
7秒前
7秒前
英姑应助周济采纳,获得10
8秒前
8秒前
淡淡的独孤完成签到 ,获得积分10
9秒前
某年杂花生树完成签到,获得积分10
9秒前
烟花应助shuai采纳,获得10
9秒前
thx发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
姜晔完成签到,获得积分20
12秒前
orixero应助典雅胜采纳,获得10
13秒前
王秋实完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
ysy完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
沫沫完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
zxr关注了科研通微信公众号
17秒前
工兵小蚂蚁完成签到,获得积分10
18秒前
qi发布了新的文献求助10
18秒前
rjhgh完成签到,获得积分10
19秒前
Akim应助justin采纳,获得50
20秒前
ye发布了新的文献求助10
20秒前
好心秦完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
24秒前
CodeCraft应助留胡子的书白采纳,获得10
24秒前
11完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6466412
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8272978
关于积分的说明 17639379
捐赠科研通 5541109
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907941
邀请新用户注册赠送积分活动 1884894
关于科研通互助平台的介绍 1732913