Neue Publikation von Fasolt et al. (2023)
Neue Publikation untersucht den elektrischen Durchschlag von dünnen Silikonfolien, welche mit unterschiedlich hergestellten Elektroden beschichtet sind unter unterschiedlichen Umweltbedingungen
Eine Studie über den elektrischen Durchschlag unter verschiedenen Umweltbedingungen von dünnen Silikonfolien, welche mit fünf unterschiedlich hergestellten Elektroden beschichtet wurden, wurde kürzlich von Bettina Fasolt, Fabio Beco Albuquerque, Jonas Hubertus, Günter Schultes, Herbert Shea und Stefan Seelecke veröffentlicht. Die neuste Veröffentlichung mit dem Titel „Electrode Impact on the Electrical Breakdown of Dielectric Elastomer Thin Films“ erschien im Journal Polymers MDPI Vol 15, Issue 20.
Die Verwendung von dielektrischen Elastomeren (DEs) als elektromechanische Wandler erfreut sich zunehmender Beliebtheit für verschiedene Anwendungen wie Ventile, Pumpen, Schalter sowie haptische Geräte, Wearables und Soft-Robotics-Anwendungen. DEs sind leicht und bieten eine geräuschlose, energieeffiziente Betätigung ohne den Einsatz seltener Erdmaterialien. Darüber hinaus ermöglichen die Self-sensing Eigenschaften der Aktoren intelligente Anwendungen, die keine externen Sensoren benötigen.
Ein Standard-DE besteht aus einer nachgiebigen dielektrischen Elastomermembran, die zwischen zwei dehnbaren Elektroden angeordnet ist. Durch das Anlegen einer Spannung an die Elektroden führen elektrostatische Kräfte zu einer Verringerung der Membrandicke bei gleichzeitiger seitlicher Ausdehnung, was zu einer spannungsgesteuerten Bewegung führt. Ein limitierender Faktor für Hochspannungsanwendungen ist jedoch der dielektrische Durchschlag.
Das Paper präsentiert eine umfassende Studie über den elektrischen Durchschlag auf dünnen Silikonfolien, die mit in fünf unterschiedlichen Verfahren hergestellte Elektroden beschichtet sind: Siebdruck, Tintenstrahldruck, Tampondruck, Goldsputtern und Nickelsputtern. Für jedes Verfahren wurde der Durchschlag unter Umgebungsbedingungen von 1 °C bis 80 °C und 10 % bis 90 % relativer Luftfeuchtigkeit untersucht. Die Auswirkungen der verschiedenen Herstellungsverfahren wurden ebenso analysiert wie der Einfluss von Parametern wie Lösungsmitteln, Silikongehalt und Partikelverarbeitungsmethode.
Bei allen Elektrodentypen steigt das Durchschlagsfeld mit zunehmender Temperatur an und mit zunehmender Feuchtigkeit ab.
Das vollständige Paper ist unter dem folgenden Link abrufbar: https://www.mdpi.com/2073-4360/15/20/4071.
Kontakt:
Bettina Fasolt, Wissenschaftliche Mitarbeiterin
+49 681 302-71340
bettina.fasolt@imsl.uni-saarland.de