1998 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙空間における放射線照射による絶縁材料帯電機構の解析及び診断システムの開発
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10650318
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| Research Institution | Musashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 康寛 武蔵工業大学, 工学部, 助教授 (30227186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
室岡 義広 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (70287861)
高田 達雄 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (10061532)
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| Keywords | 絶縁材料 / 電荷分布測定 / パルス静電応力法 / 圧力波法 / 高温測定 / 伝導電流 / PMMA / ポリイミド |
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| Research Abstract |
本研究では、まずパルス静電応力(PEA)法を用いて高温測定用の高分解能の空間電荷分布測定装置を開発した。また、電子線を照射したアクリル樹脂PMMA(Poly-methyl-methacrylate)中の電荷分布をこの装置により測定した。さらに、この装置を改良して高温中で電荷分布と外部回路電流を同時測定するシステムを開発し、電子線照射PMMA中の電荷分布の温度上昇にともなう変化と外部回路電流を同時測定した。この実験結果を用いて、試料中を流れる真の伝導電流を導出する解析手法を開発した。この解析により、電子線を照射したPMMA中では、電子線照射により電子線が通過した劣化領域と電子線未通過である健全領域の電子の移動度が著しく異なり、劣化部分の移動度が健全部のそれに比べて大きいことを確認した。さらに、この解析法を改良して、電子線照射によりトラップ深さとトラップの位置的分布の算出を試みている。
上記の開発とは別に、圧電素子誘起圧力波(PIPWP)法を用いて測定装置の高分解能化を行い、従来15μm程度であった試料の厚さ方向分解能を9μm程度まで向上させた。これにより、従来の測定装置では正確に測定できなかった厚さ約135μmのポリイミドに電子線を照射した試料の電荷分布を測定することに成功した。ポリイミドフィルムは実際の人工衛星などの宇宙機の熱制御材料等として利用されている耐熱性プラスチックである。このフィルムに電子線を照射して電荷分布の経時変化を測定した。この測定結果では、PMMA等の場合と異なり、一旦電荷が試料内に蓄積すると数日経過しても電荷分布にほとんど変化が見られず、長期に渡り電荷が蓄積することが分かった。
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[Publications] X.Wang: "Space-charge characteristics in polycthylene" Journal of Applied Physics. 84・3. 1546-1550 (1998)
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[Publications] X.Wang: "Space charge characteristics in cross-linked polvethylene under electrical stress from de to power frequency" Journal of Physics D: Applied Physics. 31. 2057-2064 (1998)
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[Publications] 足立尚庸: "空間電荷測定PIPWP法とPEA法の比較と電荷量校正" 電気学会論文誌A. 118. 1284-1290 (1998)
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[Publications] T.Takada: "Comparison Between the PEA Method and the PWP Method for Space Charge Measurement in Solid Dielectrics" IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation. 5・6. 944-951 (1998)
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[Publications] Y.Tanaka: "Analysis and Discussion on Conduction Current Based on Simultaneous Measuremet of TSC and Space Charge Distribution" IEEE Transaction on Dielectrics and Electrical Insulation. 5・6. 952-956 (1998)
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[Publications] X.Qin: "Three-dimensional space-charge measurement in a dielectric using the acoustic lens and PWP method" Journal of Physics D: Applied Physics. 32・2. 157-160 (1999)
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[Publications] J.C.Forthergill: "Space Charge in Solid Dielectrics" The Dielectric Society, 398 (1998)
