耐熱性高分子による特殊環境下における電気絶縁の高性能化に関する基礎的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、特殊境下における電気絶縁への可能性を示唆するため、耐熱性に優れた材料の一つであるポリイミド系樹脂に注目し、極低温および高温における高電界電気物性を評価すると共にその中でも未知の部分が多く存在する絶縁破壊特性を実験的に評価し、それらの結果から特殊環境下の電力機器における電気絶縁設計に基本的指針を与え、機器の絶縁性能の向上を目的とする。その結果、ポリイミド系樹脂を薄膜形状とした試料を用いて極低温領域における絶縁破壊特性を測定したところ、絶縁破壊特性に及ぼす電極金属依存性がほとんど認められないこと、その絶縁破壊機構には電極金属からの電荷の注入が少なく、試料内部の空間電荷の影響が少ないことを明らかにした。高温領域における結果では、ポリイミド試料の硬化温度により絶縁破壊の強さ(Fb)値が変化すること、絶縁破壊特性に及ぼす電極金属依存性が認められたこと、そして絶縁破壊機構に空間電荷の形成が関与することを明らかにした。さらに絶縁破壊特性及ぼす試料のガラス転移温度の影響を検討したところ、特に高温領域の絶縁破壊特性に影響を与えることがわかり、ガラス転移温度が低い材料ほどFb値に及ぼす温度の影響が大きいことがわかった。これらはマグネットや超伝導体等の表面コーティングに応用される場合に大変興味深く、特殊環境下用電力機器に用いられる絶縁皮膜の電気絶縁設計に基本的指針を与える上で重要な事柄となり得るものと考えられる。