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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
123456发布了新的文献求助10
1秒前
白白完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
熠旅完成签到,获得积分10
2秒前
zone54188发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
KP关闭了KP文献求助
2秒前
淡然的茹嫣完成签到,获得积分10
2秒前
acfun发布了新的文献求助10
2秒前
LHW完成签到,获得积分10
3秒前
开心孤容完成签到,获得积分10
3秒前
lixiao完成签到,获得积分10
3秒前
勤恳如雪关注了科研通微信公众号
3秒前
郑成灿发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
背影依旧那么帅完成签到,获得积分10
4秒前
zhouzehua1003完成签到,获得积分10
4秒前
端庄的奇异果完成签到 ,获得积分10
4秒前
Stephanie发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
脑洞疼应助想不出新昵称采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
去玩儿发布了新的文献求助10
6秒前
杨震发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6应助chenping_an采纳,获得10
6秒前
大模型应助紫文采纳,获得10
6秒前
J-R发布了新的文献求助10
6秒前
噔噔蹬发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
萧瑟处完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6应助精明丹翠采纳,获得10
8秒前
8秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
8秒前
852应助sss采纳,获得10
9秒前
9秒前
GGboooond发布了新的文献求助10
9秒前
平常囧完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5526219
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4616313
关于积分的说明 14553183
捐赠科研通 4554594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2495952
邀请新用户注册赠送积分活动 1476311
关于科研通互助平台的介绍 1447978