Comportement d'alumines face a l'injection de charges. Relation microstructure - claquage dielectrique - mesure des charges d'influence (methode semm)

par JACQUELINE LIEBAULT

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Dominique Goeuriot.

Soutenue en 1999

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Le phenomene de claquage dielectrique est fortement correle a l'injection et au stockage de charges dans un materiau isolant. La physique des isolants charges propose des mecanismes de piegeage et de transport de charges dans les alumines, en considerant les defauts comme sources de localisation de charges et d'energie. Pour mesurer l'influence des defauts sur le claquage, differents materiaux alumineux ont ete elabores, dont la nature et la quantite des defauts ont ete controlees par la nature et le taux d'impuretes, la porosite, la quantite de joints de grains et la presence de phases secondaires. Ces materiaux ont subi des tests destructifs de claquage, qui, apres la definition d'un protocole de mesure, donnent des variations directement associees aux variations de la microstructure. Les evolutions des rigidites dielectriques obtenues ont ensuite pu etre rattachees au comportement des materiaux face a l'injection de charges. L'observation de ce comportement a ete menee en developpant la mesure des charges d'influence au cours du bombardement de l'isolant avec un faisceau electronique de forte energie (30 kev). Cette mesure, basee sur la methodologie de la mesure de l'effet semm (scanning electron microscopy mirror effect), est particulierement adaptee a la caracterisation de materiaux presentant une forte instabilite des charges piegees. Ce travail resulte en la definition de comportements types pouvant etre a l'origine d'une amelioration de la rigidite dielectrique. Ainsi des materiaux caracterises par une forte capacite a ecouler les charges en volume, ou un piegeage de charges limitant l'injection de charges supplementaires, ou encore un piegeage suivi de reemissions instantanees d'electrons, verront la localisation d'une forte quantite de charges retardee et l'instant du claquage repousse vers des plus hautes tensions. La mesure des charges d'influence s'est revelee etre un outil sensible a des faibles variations de microstructure, qui permet de prevoir les performances de materiaux dielectriques, a differentes temperatures.


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  • Détails : 244 P.
  • Annexes : 84 REF.

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