2015 Fiscal Year Annual Research Report
高温における絶縁材料中の高分解能空間電荷分布測定装置の開発
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25420297
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
田中 康寛 東京都市大学, 工学部, 教授 (30227186)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 空間電荷分布計測 / PEA法 / 高位置分解能 / 高分子絶縁体 / 直流高電界 / 高温測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
直流高電界下で高分子絶縁材料中に蓄積する空間電荷分布を、高温、高位置分解能で計測できる測定装置の開発を試みた。絶縁材料内部に蓄積する空間電荷は、材料内部の電界分布を変歪し、絶縁劣化や絶縁破壊を引き起こす原因となると言われ、その測定法改善は、優良な絶縁材料開発に不可欠である。一方、電子機器基板やワイヤの被覆に使用される絶縁材料は数十ミクロンと非常に薄く、また高温での試験が行われるため、絶縁材料内部の空間電荷分布を計測するには、高温・高位置分解能の測定装置が必要となる。
そこで100℃の高温下で30ミクロン程度の厚さのフィルム状試料を、10%程度の位置分解能で計測できる測定装置の開発に取り組んだ。平成25年度は、薄い高分子フィルムの圧電素子と1ns以下のパルス幅のパルス発生器を使用することにより、室温で3ミクロン程度の位置分解能の測定が達成できた。一方、高温下での測定は、温度変化の影響を受けにくい結晶性の圧電素子を使用していたが、位置分解能を向上させるためには、特殊な加工技術を要する結晶性の圧電素子より、高分子フィルムの圧電素子を使う方が、加工性が良く、装置開発には適している。しかし、高温下では高分子フィルムの圧電素子の圧電性が失われるため、平成26年度には、圧電素子を冷却する機構を設置し、高分子フィルムの圧電素子を使って、5ミクロンの位置分解能で、100℃程度における測定を実現した。これらの成果により、平成27年度は、通常の測定装置では測定できなかった、3層構造をもつ30ミクロン厚さの材料に蓄積する空間電荷分布を、室温で測定できることを示した。一方、高温高分解能装置を用いた測定では、開発した装置の機能を明確に示すための適切な試料がなかったために、学会での発表にまでは至っていないが、現在も、その成果を適切に示せるような実験結果を公表するために、研究を継続している状況である。
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