| 研究概要 |
研究課題は,燃料電池等のエネルギー機器に利用されるポリイミド,セラミックス等の高温絶縁材料の絶縁性能評価装置を開発することである。この研究の特長は,絶縁性能に関係すると考えられている絶縁材料内部の空間電荷分布と外部回路電流を同時に測定し,その結果から,空間電荷,電界,電位,変位電流,伝導電流の材料内部の分布を信号処理により求め絶縁材料の性能を評価することである。この研究では,空間電荷分布の測定技術を高温(最終目標350℃)まで利用可能にするためにその要素技術の開発を進めてきた。
本研究の目的を達成するために,高温空間電荷分布測定装置の測定温度範囲の拡大と空間電荷分布の測定結果から絶縁材料の評価を進めてきた。計画の最終年度であることから以下の計画を遂行した。空間電荷測定装置の温度安定性について測定試料の温度を最終目標である350℃までの測定が安定に可能になった。しかし,装置の問題点として,250℃以上の高温領域では,装置のセンサの空冷水冷混在に起因する電極の温度変動が起こり,空間電荷分布の測定精度が低下する問題が起こることがわかった。この原因について調査した結果,高温となる電極内部の空冷媒体により,高温でセンサ取り付け部分が酸化(錆びる)してしまうことが原因であることがわかった。そこで,酸化を防止するために電極構造を改造し冷却媒体にシリコンオイルを利用する(液体冷却)構造とした。その冷却構造を改良した装置を利用して,今年度は高温でのポリイミドの空間電荷分布と電流特性をさらに詳細に測定した。ポリイミドフィルムの空間電荷分布は,一段階として110℃で正電荷のある程度の注入が起こり,210℃から過大な正電荷の注入が起こることなどの現象が明らかになった。装置の開発とこれら測定結果について電気電子関連の学会で報告を行った。以上の研究結果は申請時に計画した研究目標を達成し,高温で使用される電気絶縁技術を高めることに貢献できたと考えられる。
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