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電壓擊穿特性試驗分析
不同電場分布對擊穿特性的影響：
為了分析不同電場對聚丙烯薄膜擊穿特性的影響，對未極化的厚度為100um的試樣在電極間距分別為2mm,4mm和6mm的針一棒電極下進(jìn)行擊穿實驗，同時也對20um和60um的試樣進(jìn)行了相同的擊穿實驗。經(jīng)過韋伯分布處理后的實驗結(jié)果如圖4-26和4-27所示，隨著電極間距的增加，擊穿電壓有著明顯的增加。這主要是因為電場不均勻系數(shù)隨著電極間距的增加而變大，需要更多的能量才能使薄膜擊穿。
如圖4-28和4-29所示，利用兩種圖像提取方法對不同厚度的聚丙烯薄膜在不同電極間距下的擊穿孔和碳化區(qū)進(jìn)行計算分析，可以得出隨著電極間距的增加，擊穿孔面積和角二階矩陣都表現(xiàn)出增加的趨勢。電極間距對聚丙烯薄膜擊穿特性有著顯著的影響，尤其是對更薄的薄膜。擊穿電壓和擊穿電流的迅速增加會產(chǎn)生更多的能量，導(dǎo)致薄膜被破壞以及形成更大的擊穿區(qū)域。
在分析電極間距對聚丙烯薄膜擊穿特性影響的基礎(chǔ)上，又對未極化在的厚度為100um的試樣在電極間距為4mm的針一棒電極和針一針電極下進(jìn)行擊穿實驗，同時也對20um和60um的試樣進(jìn)行了相同的擊穿實驗。經(jīng)過韋伯分布處理后的實驗結(jié)果如圖4-30和4-31所示，在針一針電極下的擊穿電壓高于在針一棒電極下的擊穿電壓。這是因為針一針電極有兩個端，即有兩個強電場區(qū)域，在同樣的電極間距下強電場區(qū)域的增多，其電場不均勻程度會減弱，在針一針電極下的電場分布更加對稱，導(dǎo)致電場不均勻程度小于針一棒電極的電場。所以當(dāng)電場越趨于均勻，同樣電極間距下的擊穿電壓就越高。
如圖4-32和4-33所示，利用兩種圖像提取方法對不同厚度的聚丙烯薄膜在兩種電極結(jié)構(gòu)下的擊穿孔和碳化區(qū)進(jìn)行計算分析，可以得出在針一針電極下的擊穿孔面積和角二階矩陣都大于在針一棒電極下的擊穿孔面積和角二階矩陣。由于擊穿電壓和擊穿電流小幅度的增加會導(dǎo)致更多能量的產(chǎn)生，這樣會對薄膜造成更嚴(yán)重的破壞。利用canny算子和灰度共生矩陣的圖像提取方法對聚丙烯薄膜在不同試樣厚度、不同極化/去極化程度和不同電場分布下的擊穿區(qū)域進(jìn)行計算分析，可以看出每個擊穿圖像都對應(yīng)值，這種識別和量化圖像的方法可以很好地表征聚丙烯薄膜的擊穿特性，所以canny算子和灰度共生矩陣的圖像提取方法是兩種很好地定量分析聚丙烯薄膜擊穿現(xiàn)象的方法。
