Применение теории катастроф для описания температурных зависимостей пробивной напряженности полимерных диэлектриков

Abstract

На основе гипотезы об аналогии физического явления пробоя и математической катастрофы сборки получено уравнение, выражающее зависимость пробивной напряженности полимерных диэлектриков от температуры окружающей среды. Определены параметры этого уравнения и построены температурные зависимости напряженности пробивного поля для полиэтилентерефталата, атактического полипропилена и полибутадиена. Показана высокая степень соответствия опубликованных экспериментальных данных и расчетных температурных зависимостей, отвечающих полученному уравнению. Установлено хорошее согласие значений характеристических температур стеклования и электрического пробоя для всех исследованных полимеров. Выдвинуто предположение о наличии взаимосвязи между кинетическими процессами стеклования и электрическим разрушением этих полимеров.

An equation expressing the dependence of the breakdown field strength of polymer dielectrics on ambient temperature has been derived based on the hypothesis of an analogy between the physical phenomenon of breakdown and the mathematical cusp catastrophe. The parameters of this equation were determined, and temperature dependencies of breakdown field strength for polyethylene terephthalate, atactic polypropylene, and polybutadiene were constructed. А high degree of correlation between the published experimental data and the calculated temperature dependencies corresponding to the obtained equation was demonstrated. A good agreement between the characteristic glass transition temperatures and electrical breakdown temperatures for all polymers taken was shown. Our work puts forward a hypothesis suggesting a correlation between the kinetic processes of glass transition and electrical breakdown in these polymers.