聚酰亚胺/云母纳米片夹层绝缘薄膜的抗紫外辐照特性

编号：CYYJ04720

篇名：聚酰亚胺/云母纳米片夹层绝缘薄膜的抗紫外辐照特性

作者：冯宇1,2；鲁慧1,2；何悦1,2；姚远航1,2；岳东1,2

关键词： 聚酰亚胺; 云母纳米片; 夹层结构; 介电性能; 紫外辐照;

机构： 1.哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室2.哈尔滨理工大学电气与电子工程学院

摘要： 聚酰亚胺薄膜（polyimide，PI）因其优异的绝缘性能、较低的介电损耗和良好的柔韧性被应用于深空探测器的关键绝缘材料，但长期深空服役下以紫外辐照为代表的空间辐射源会逐步破坏绝缘的微观结构，进而使其绝缘性能失效，严重威胁着深空探测器的运行稳定性。基于此，本文提出以具有层状结构和紫外防护特性的云母纳米片（MNNs）为增强填料，添加至PI基体中并作为PI绝缘的外防护层，制备夹层结构，在发挥MNNs提升紫外防护特性的同时利用夹层结构设计保证防护层与绝缘层的相容性，实现PI在紫外辐照下绝缘和力学性能劣化的协同抑制。实验结果表明，加速紫外辐照老化216 h后质量分数为0.6 wt%的云母纳米片PI夹层复合薄膜（PM06）击穿场强可达620.7 MV/m，是相同条件下纯PI薄膜的1.9倍，并且与辐照前PM06薄膜相比击穿场强仅下降5.6%，漏电流密度低至7.53×10-8 A/cm2。与此同时，力学测试结果表明，辐照后PM06薄膜的抗拉强度可达90 MPa，是相同条件下纯PI薄膜的1.5倍。本工作为服役在深空探测器上的绝缘材料微观结构设计提供了一种新的思路。