影響彈性體測試介電強度的因素有哪些

簡介

彈性體材料由于其特殊的彈性、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。

測試難點

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/T1408.1和GB/T1695。GB/T1408.1針對的是通常意義的絕緣材料、熱固性材料、熱塑性材料。GB/T1695針對的是橡膠材料,參考了ASTM D149-97a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。

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。

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。

影響因素

材料硬度

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1mm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量而產生壓扁現象，從而影響測試結果。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

電極

電極也是影響測試結果穩定性的一個因素目前的測試標準使用的是典型電極裝置。圓柱形電極的直徑可以有所不同。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1mm厚的片狀有機硅彈性體樣品的介電強度在20~40kV/mm之間(具體取決于不同的電極裝置)，即使材料的一些明顯改性(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。

如果利用埋入式電極測量,那么有機硅彈性體的介電強度會超過100kV/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。

負載

無論是IEC標準還是GB標準，都沒有對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。

試樣表面質量

試樣表面質量也影響著測試結果。通常我們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氟龍處理。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，容易裹夾空氣，再內部形成細小的氣孔。這些氣孔在外表面是很難被發現的,但卻會極大地影響測試結果。