片式多层陶瓷电容器（MLCC）老化特性
高介电常数型陶瓷电容器 (标准的主要材料为BaTiO3，温度特性为X5R，
X7R，Y5V等) 的电容量随时间而减小。这一特性称之为电容老化。电容老化是
具有自发性极化现象的铁电陶瓷独有的现象。当陶瓷电容器加热到居里点以上的温度时 (在该温度晶体结构发生改变，自发性极化消失 (大约为150°C) )，并使之处于无载荷状态，直到它冷却到居里点以下，随着时间的流逝，逆转自发性极化变得越来越困难，结果，所测的电容值会随着时间而减小。
上述现象不仅在三星的产品中，在所有高介电常数 (BaTiO3) 的一般性陶瓷电容器都可以观察到。附录是一些有关电容老化的公用标准 (陶瓷电容器:
IEC60384-22附录B等)。当电容值由于老化而不断减小的电容器重新加热到居
里点以上温度并让其冷却时，电容值会得到恢复。这种现象称之为去老化现象，发生去老化后，正常的老化过程重新开始。
质陶瓷的自发极化与铁电现象
BaTiO3质陶瓷的自发极化与铁电现象
如图1所示，BaTiO3质陶瓷具有钙钛矿晶体结构。在居里点 (约130°C) 温度以上呈立方体，且钡 (Ba) 的位置位于最高点，氧 (O)位于晶面的中心，钛 (Ti) 位于晶体的中心。
图1: BaTiO3质陶瓷的晶体结构
当在居里点以下正常温度范围内，一条晶轴 (C轴) 伸长约1%而其他晶轴缩短，晶体变成四方晶格 (如下页图2所示)。在这种情况下，Ti4+离子将占据附
近O2-的位置而后者从晶体中心沿晶轴伸展的方向偏移0.12?。这种偏移导致正、负电荷的生点发生偏差，造成极化现象。
极化现象是由于晶体结构的不对称造成的，在不施加外电场或压力的情况下，这种极化现象从一开始就存在。这种类型的极化称为自发性极化现象。
图2: 温度变化时的晶体结构和相关介电常数的变化 (纯BaTiO3)
BaTiO3质陶瓷自发极化的方向 (Ti4+离子的位置) 在施加外部电场的情况下可以轻易逆转。这种具有自发极化现象且在外电场作用下逆转方向的能力专门称之为铁电现象。
老化的机理
老化的机理
BaTiO3质陶瓷宏观晶体的聚合体 (复晶型)，直径比μm小一个数量级， (如图3所示)。上述微观晶体称为晶粒。其晶体结构排列整齐 (见图1和2)。上述晶粒在温度低于居里点时可分成很多磁场，在每个磁场内有一个共用方向，因此，自发性极化的方向也相同。
图3: BaTiO3质陶瓷的微观结构
当BaTiO3质陶瓷加到到居里点以上时，晶体结构经历了一个从四方晶系向立方晶体相变过程。随着自发性极化的进行，上述磁场也逐渐消失。
当晶体冷却到居里点以下时，在居里点附近发生从立方晶系向四方晶系的相变过程。C轴沿轴线方向伸长1%。其他轴稍微收缩，形成自发性极化和磁场，同时，晶粒受到其环境扭曲而产生的应力。
在该点，晶粒中产生若干小磁场，利用一个低压电场，可很容易将每个磁场的自发性极化进行逆转。因为相对介电常数与每单位何种的自发性极化的逆转是对应的，其测量到的结果即为高电容量。
在电容器在居里点以下温度不带任何负载时，在任何随机方向的磁场随时间的推移逐渐自我对正，成为一个更大、能量更稳定的晶体 (图3: 90°磁场)，
并释放晶体扭曲产生的应力。
另外，边界层的空间电荷 (缓慢运动的离子和晶格空位) 向外迁移。导致空间电荷发生极化。空间电荷的极化防止自发性极化发生逆转。
换句话说，自发性极化发生后，随着时间的推移晶格重新对排列成一个更稳定的状态，而空间电荷极化发一在边界层，防止自发性极化发生逆转。在这种情况下，我们需要利用高压电场使磁场的自发性极化发生逆转。这意味着，电场电压越低，发生逆转的磁场越少，且电容值越低。
这被认为是老化的机理，当加热到居里点以上温度时，晶体的微观结构也回到初始状态。当晶体冷却时，老化过程重新开始。
产品的老化特性
三星产品的老化特性
一般情况下，在时间对数图像中，高介电常数型片式陶瓷电容器在经过125°C以上的标准热处理后，在24小时内，其电容值实际上呈线性下降。请参考附
录中提供的三星产品电容老化特性的典型案例。
由于产品老化而产生的电容量下降，在焊接等过程中，由于产品被加热，电容量还能恢复。
当陶瓷电容器接入电路中时，其电容值有望保持在规格范围内的某一个值。我们依据上述原因来确定电容量的范围。
温度补偿型电容器不会产生老化现象。
使用时
使用时
老化现象是高介电常数型陶瓷电容器 (BaTiO3) 的一个基本特性。电容的容值因老化而变化的程度取决于所使用的陶瓷材料。同时，当在实际电路中施加直流偏压时，电容老化的程度取决于直流偏压电压的水平。
因此，当使用高介电常数型陶瓷电容器时，应考虑电容容值因老化现象而发生的变化情况，特别是，在电容容量的稳定性非常重要的情况下，需要在实际电路中加以验证。
聚合物绝缘材料油中热老化特性分析 发表时间：2018-07-05T16:11:20.980Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：张黎峰 [导读] 摘要：为了分析油浸绝缘纸热老化过程中的局部放电能量特性，制作了油浸绝缘纸试样并在130℃下加速热老化，提取不同老化程度试样的局部放电信号，构造工频周期“平均放电能量(Pave)”，并分析了试样的最大放电量(Qmax)、平均放电量(Qave)、放电次数(n)、放电脉冲能量及 Pave随老化程度的变化规律。 (中车永济电机有限公司陕西西安 710016) 摘要：为了分析油浸绝缘纸热老化过程中的局部放电能量特性，制作了油浸绝缘纸试样并在130℃下加速热老化，提取不同老化程度试样的局部放电信号，构造工频周期“平均放电能量(Pave)”，并分析了试样的最大放电量(Qmax)、平均放电量(Qave)、放电次数(n)、放电脉冲能量及 Pave随老化程度的变化规律。结果表明：老化过程中油浸绝缘纸内部带电粒子的逐渐增多是导致其局部放电剧烈、小放电能量脉冲大量涌现的主要原因；相较于Qmax、Qave、n、放电脉冲能量4个参量，Pave在老化过程中的单调增长特征更加显著；小放电能量脉冲持续增加是导致Pave增长并最终维持高位的主要原因。 关键词：热老化；聚合物；特性 引言 电力变压器作为电力系统中的关键枢纽设备，保障其安全运行至关重要，相关研究表明绝缘老化失效是导致变压器发生故障的主要原因。因此，及时评估电力变压器绝缘老化状态，可有效降低其故障发生概率。 1 试验 1.1 样品处理及热老化试验 将纤维素绝缘纸、两种聚合材料（聚碳酸酯和聚酯薄膜）加工成厚度为0.5mm的切片样品，将样品和变压器油放入真空干燥箱中干燥24h，然后在真空中将样品浸入油中24h，使样品与油充分浸泡，最后在氮气氛围下按10∶1的质量比将油和材料放入热老化试验箱中加速老化，分别在110℃下老化300天、在130℃下老化为130天。 1.2 热分析动力学 热分析动力学对研究高分子聚合物材料稳定性十分有效，其参数对反映材料老化降解等热性能状态变化有一定的参考价值。热重分析法（TGA）和差示扫描量热法（DSC）是热分析动力学的基本方法。 1.3 原子力显微镜 试验通过原子力显微镜试验(AFM)可获得三维表面形貌结构信息及表面粗糙度信息，与其他实验得到的宏观参数结合，可更好地了解材料特性本质，更加高效地探寻油-纸绝缘老化机理。AFM试验所用仪器为德国Bruker AXS 公司生产的AFM.Veeco-icon 型高精度原子力显微镜。 2 结论 2.1 不同老化组合植物油纸绝缘水分平衡曲线 10天、50天、80天的老化阶段四种老化植物油纸绝缘组合的水分平衡关系如图1所示。其中10、50、80天分别表示老化的前期、中期、后期三个阶段。可以看出，第一个老化１０天阶段，未老化纸浸渍未老化油（ＮＯＮＰ）和未老化纸浸渍老化油（ＡＯＮＰ）水分平衡曲线迁移程度较小，老化纸浸渍未老化油（ＮＯＡＰ）和老化纸浸渍老化油（ＡＯＡＰ）水分平衡曲线变化规律基本相同，表明老化前期植物绝缘油对水分的吸引能力几乎未变，对水分在油纸绝缘间的稳态分布影响较小；然而ＮＯＮＰ和ＮＯＡＰ、ＡＯＮＰ和ＡＯＡＰ这两组水分平衡曲线差异明显，表明绝缘纸纤维素在老化初期对水分的吸引能力下降较大，水分会主动从绝缘纸向植物绝缘油纸扩散，因此老化初期水分平衡曲线发生迁移主要是由绝缘纸热老化造成。老化50天时，ＮＯＮＰ和ＡＯＮＰ水分平衡曲线变化较大，可以看出在排除绝缘纸老化的影响，相同纸中水分含量下植物绝缘油水分含量大幅增加。
聚合物的长时间热老化测试（LTTA） 许多工程师及物料供货商最常 听到也最怕听到的，就是“最高操 作温度” ( Maximum Operating Temperature，MOT )或者是“相对温度指数”(Relative Thermal Index，RTI)，因为这些数值几乎决定了一种物料是否适用于某种成品。对于成品生产商而言，如果在进行成品安全测试时所录得的操作温度高于所用物料的最高容许温度，几乎就只有两个可行的选择： 1、改用其它可承受较高温度的物料； 2、更改成品设计，以降低对操作温度的要求。 但这两个选择，却有可能大大增加研发成本，甚至拖延研发周期，因为对复杂的产品设计而言，往往一点小变动也会牵一发而动全身。所以，选择合适或较高RTI 的物料是获得更佳成本效益的方法。对物料供货商而言，能够提供高于原本类别(Generic)RTI 的物料是提高他们产品竞争力的因素之一。究竟怎样能够有效地确认物料的RTI？答案是通过LTTA 测试。 LTTA的定义及相关标准 LTTA 是一项相当专业且应用广泛的测试项目。所谓LTTA，是Long Term Thermal Aging，即长时间热老化测试的缩写。UL公司提供该测试项目以及详细的相关标准：例如 ?UL 746B 聚合物材料标准——长期特性评估 ?UL 746A 聚合物材料标准——短期特性评估 作为UL 的基础测试项目，LTTA最常用于评估聚合物材料的特性，如工程塑料等。以大约5,000至10,000小时的“加速”热老化结果，推断物料的指定特性在100,000小时(即半衰期)能承受的最高温度，也就是相对温度指数(RTI)。换句话说，相对温度指数显示了某种物料特性的抗热能力，即物料若长期暴露在最高容许温度下，仍能保持该种特性的能力。因为聚合物材料的用途很多，如电、热、外力等，所以在未设定用途的情况时，聚合物材料的每种特性均有不同的RTI 值。此外LTTA 测试也会用于评估系统及成品的整体特性，而适用于整个系统及成品的最高容许温度，则称为最高操作温度(MOT)。MOT 是用在已知
聚合物的长时间热老化测试（LTTA） (2008-11-18) 相对温度指数(RTI)，是聚合物应用於高温条件时的重要指标。聚合物的长期热老化试验就是测试材料RTI等性能以判定材料性的重要测试方法。 许多工程师及物料供货商最常听到也最怕听到的，就是“最高操作温度” ( Maximum Operating Temperature，MOT )或者是“相对温度指数”(Relative Thermal Index，RTI)，因为这些数值几乎决定了一种物料是否适用于某种成品。对于成品生产商而言，如果在进行成品安全测试时所录得的操作温度高于所用物料的最高容许温度，几乎就只有两个可行的选择： 1、改用其它可承受较高温度的物料； 2、更改成品设计，以降低对操作温度的要求。 但这两个选择，却有可能大大增加研发成本，甚至拖延研发周期，因为对复杂的产品设计而言，往往一点小变动也会牵一发而动全身。所以，选择合适或较高 RTI 的物料是获得更佳成本效益的方法。对物料供货商而言，能够提供高于原本类别(Generic)RTI 的物料是提高他们产品竞争力的因素之一。究竟怎样能够有效地确认物料的 RTI？答案是通过 LTTA 测试。LTTA的定义及相关标准 LTTA 是一项相当专业且应用广泛的测试项目。所谓LTTA，是Long
Term Thermal Aging，即长时间热老化测试的缩写。UL公司提供该测试项目以及详细的相关标准：例如 ? UL 746B 聚合物材料标准――长期特性评估 ? UL 746A 聚合物材料标准――短期特性评估 作为UL 的基础测试项目，LTTA最常用于评估聚合物材料的特性，如工程塑料等。以大约5,000至10,000小时的“加速”热老化结果，推断物料的指定特性在100,000小时(即半衰期)能承受的最高温度，也就是相对温度指数(RTI)。换句话说，相对温度指数显示了某种物料特性的抗热能力，即物料若长期暴露在最高容许温度下，仍能保持该种特性的能力。因为聚合物材料的用途很多，如电、热、外力等，所以在未设定用途的情况时，聚合物材料的每种特性均有不同的 RTI 值。此外 LTTA 测试也会用于评估系统及成品的整体特性，而适用于整个系统及成品的最高容许温度，则称为最高操作温度(MOT)。MOT 是用在已知用途的情况下，对物料组件组合成系统及成品所定的限制；换言之，也就是针对整个系统及成品的整体评估与限制。UL 均会在每个相关标准标示出“MOT 不可高于系统内任何一个组件以及任何 一个相关特性的额定温度数值”。LTTA与一般安全测试的差异 没有接受过热老化测试的物料，会被假定其相对温度指数与原本类别(Generic)物料的数值相同。当物料被用于某种产品设计上，而该产品的操作温度比物料的原本类别相对温度指数较高时，便可通过LTTA 测试来确定物料的实际相对温度指数、在长时间使用的极限安
热老化过程中变压器油理化特性变化研究 唐立军彭石林文勇军 (长沙理工大学物理与电子科学学院, 湖南长沙 410004) 摘要：电力变压器的安全运行关系到整个电网安全运行的重要和关键设备。现场运行中电力设备的重要绝缘介质是变压器油，变压器油纸绝缘的老化主要是热老化导致的。在漫长的热老化过程中，不仅产生了水分，纸板的纤维结构还会在热应力的作用下逐渐断裂并变脆。在实验室对常用变压器油及油纸进行热老化模拟实验，研究热老化过程中变压器油纸的物理化学特性的变化。结果表明，不同变压器油在热老化过程中生成的酸值速度的一定的差异；绝缘纸的加入对变压器油热老化过程中酸的生成有加剧作用；热老化时间越久，产生的水分会越多，束缚电荷也就越多，导致了在同样的时间下老化程度越大。 关键词：变压器油；热老化实验；酸值；绝缘纸；电力安全 1引言 对油纸绝缘结构进行老化评估的方法主要有油中气体分析（DGA）、油中糠醛分析及纸板的聚合度（DP）值和抗拉强度测量等手段。但以上方法要么需要吊罩取样，要么受变压器结构影响较大，要么准确度不高，在现场应用方面都受到一定的限制。 为了研究油纸绝缘在热老化过程中其PDC测量曲线的变化情况，使用新的3 mm 厚绝缘纸板裁剪成相同尺寸，干燥之后放置在密闭的充满油的安瓿瓶中，在130 ℃下进行了为期近1 000 h 的热老化，分别在0 h、240 h、480 h、720 h 及960 h 阶段进行取样测试。。 可以看出，测量到的去极化电流和不同含水量试品的测量结果非常类似，即热老化时间越久，产生的水分会越多，束缚电荷也就越多，导致了在同样的时间下老化程度越大，其去极化电流的值就越大。从试验中可以看出，水分作为油纸绝缘老化的直接产物，在PDC 测量中能够得到非常直接的表现。 电力变压器的安全运行关系到整个电网安全运行的重要和关键设备。现场运行中电力电设备的重要绝缘介质是变压器油。随着电力变压器不断向超高压、大容量方向发展，人们对变压器油的要求也越来越高。变压器油纸绝缘的老化主要是热老化导致的。在漫长的热老化过程中，不仅产生了水分，纸板的纤维结构还会在热应力的作用下逐渐断裂并变脆。 酸值是变压器油的一个常规监测项目，能反映油质劣化以及污染程度。变压器油在氧、热和电场的作用下会逐渐老化，使油中酸性物质增多。酸性物质不但腐蚀设备，同时还会降低油的绝缘性能，最终导致电力设备寿命缩短，甚至导致电力系统故障，造成巨大损失。酸值在国家标准和国际标准中都被列为必测参数。为了保证设备正常运行，延长其使用寿命，就必须对电力用油进行严格的监测和维护。 本文试验中选用克拉玛依25#和45#新变压器油，模拟变压器油的老化过程，研究不同时间和不同温度下酸值的变化规律。
检测工作实施细则 电线电缆机械性能检测及热老化试验 一、适用范围 本实施细则适用于额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆绝缘和护套材料机械性 能及热老化试验的检测。 二、编制依据 《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆》GB/T5023第1部分～第7部分 《电线和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》GB/T2951第11部分和第12部分 三、仪器设备 JT300A型轮廓投影仪、401B老化试验箱（200℃）、拉力试验机、游标卡尺、剥线钳等。 四、试样制备 从每个被试绝缘线芯试样或被试护套上切取足够长的样段，供制取老化前得机械性能 试验用试件至少5个和供要求进行各种老化用试件各至少5个。每个试件的取样长度要求100mm。需老化处理的试件应取自紧靠未老化试验用试件后面一段。老化和未老化试件的拉力试验应连续进行。扁平软线的绝缘线芯不应分开，有机械损伤的任何试样均不应用于试验。试样可以被制成哑铃试件或管状试件。具体要求为： 1、哑铃试件：尽可能使用哑铃试件。①绝缘试件：轴向切开，抽出导体。切成适当长度的试条磨平或削平，使标记线之间具有平行的表面。按照GB/T2951.11-2008规范中9.1.3 规定制成大哑铃试件或小哑铃试件。拉力试验前，在每个哑铃试件的中央标上两条标记线。其间距离：大哑铃试件为20mm；小哑铃试件为10mm。允许哑铃试件的两端不完整，只要 断裂点发生在标记线之间。②护套试件：沿电缆轴向切开护套，切取一窄条，将窄条内的所有电缆元件全部去除。如果窄条内有凸脊或压抑，则应磨平或削平。对于PE和PP护套只 能削平。然后按照绝缘试件制备方法制备试件。 2、管状试件：只有绝缘线芯或护套尺寸不能制备哑铃试件时才使用管状试件。①绝缘试件：将线芯试样切成约100mm长的小段，抽出导体，去除所有外护层，注意不要损伤绝缘。每个管状试件均标上记号，以识别取自哪个试样及其在试样上彼此相关的位置。拉力试验前在每个管状试件的中间部位标上两个标记，间距为20mm。如果隔离层仍保留在管状试 件内，那么在拉力试验过程中试样拉伸时会发现试件不规整。如发生这种情况，该试验结果
SBS改性沥青防水卷材热老化性能分析及改善方法 摘要：本文主要针对SBS、SBS/APP和SBS/SBR改性沥青和它的防水卷材性能进行了试验分析，试验结果说明了运用SBS/APP复合改性可以很好地改善SBS改性沥青防水卷材的热老化性能和耐高温性能。 关键词：SBS改性沥青防水卷材复合改性热老化耐高温 根据经验我们认为，APP类的改性沥青比一些聚合物改性沥青的抗老化性能和耐高温性能要好，SBR对于改善改性沥青的延展性与低温性能最大，SBS则同时拥有两者的优势，使得它成为了世界上认可的优质沥青改性剂，并使得改性沥青防水卷材广泛地运用到了全球各地。本文通过了对SBS和APP或者是SBS 和SBR的复合性试验，探讨了能不能对SBS改性沥青防水卷材的性能再一次的加强，并进行了相关的试验，通过试验结果得到了运用上述的SBS/APP复合改性沥青手段，能够增强SBS改性沥青防水卷材的热老化与耐高温性能。 一、SBS/APP试验 1.试验材料和其产地 2.试验所需的仪器和试验的方法 2.1试验所需的主要设备。试验的仪器主要有以下几个部分：万能拉力试验机、电子天平、多功能电动搅拌试验机、柔度仪、高低温试验箱、针入度测定仪、鼓风干燥机、不透水仪、低温延度测定仪、软化点测定仪等。 2.2试验采用的方法。在试验中针对针入度是按照GB/T 4509测试方法、针对软化点按照GB/T 4507测试、低温柔度、耐热度、拉力和最大拉力时延伸率按照GB 18242测试、测力延度按照GB/T 4508来进行、对于热老化的性能试验和计算都按照JC/T 974的进行试验。 3.对于改性沥青和卷材的制作 3.2制作的方法。根据以上的参考数据按照下列的制作方法来进行制作改性沥青和改性沥青卷材：一，把沥青进行熔融，脱水后加温到160～170℃，然后再根据配方所需的助剂、改性剂与软化油进行加注，值得注意的是投料的时间尽量要控制在半小时左右；二，在1个小时到1个半小时之间把温度提高到185～195℃，并保持该温度1小时左右，直到肉眼看不到明显的颗粒为准；三，加入填充料并高速搅拌至少半小时；四，按照上述的方法把制作好的改性沥青降温到175～180℃之间；五，根据相关的数据把改性沥青浇注到针入度、弹性恢复率、测力延度、软化点等试模，再利用经过预浸处理的聚酯胎作为胎体，最后再剪取纵横向的试片各一块，进行相关的截取试验。
橡胶热老化试验标准 警告：使用本标准的人员应熟悉正规实验室操作规程。本标准无意涉及因使用本标准可能出现的所有安全问题。制定相应的安全和健康制度并确保符合国家法规是使用者的责任。 1 范围 本标准适用于硫化橡胶或热塑性橡胶在常压下进行热空气加速老化和耐热试验。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 2941-1991橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间(eqv ISO 471:1983) GB/T 9865.1-1996硫化橡胶或热塑性橡胶样品和试样的制备第一部分物理试验(idt ISO 4661-1:1993) GB/T 14838-1993 橡胶与橡胶制品试验方法标准精密度的确定(neq ISO/TR 9272:1986) 3 原理 试样在高温和大气压力下的空气中老化后测定其性能，并与未老化试样的性能作比较。与使用权有关的物理性能应用来判定老化程度，介在没有这些性能的确切鉴定的情况下，建议测定拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率和硬度。 3.1 热空气加速老化 在本试验方法中，氧气浓度很低，即使氧化作用很快，氧气也无法充分扩散到橡胶内部以保持一致的氧化作用。因此，在标准试验方法中规定的厚度的样品适合于本试验方法使用时，本老化试验方法对老化性能差的橡胶可能得出错误的结果。 3.2 耐热试验 在本试验方法中，试样经受与使用时间相同温度和规定时间后，测定适当的性能，并与未老化试样的性能作比较。 4 试验装置 橡胶试样采用热空气老化箱进行试验，老化箱应符合下列要求： a)具有强制空气循环装置，空气流速0.5m/s～1.5m/s,试样的最小表面积正对气流以避免干扰空气流速; b)老化箱的尺寸大小应满足样品的总体积不超过老化箱有效容积的10%，悬挂试样的间距至少 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-08-28批准2002-05-01实施 为10㎜，试样与老化箱壁至少相距50㎜;