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高纯石墨夹杂聚酰亚胺膜阻性板探测仪的科学研究

发布时间:2020-05-20 14:07:12 点击量:

  阻性板探测器(Resistive Plate Chamber,R PC)发明于19 8 0年,由于造价低、工艺简略、容易大面积制造,具有良好的时间和方位分辩能力,被广泛应用在高能物理试验范畴。阻性板体的电阻率过大是限制R PC计数率进一步进步的重要因素,普通玻璃制成的R PC探测器阻性板体电阻率典型值约为1012Ω·c m,适用于作业在低计数率环境,且效率到达坪区需求较高电压。半导体玻璃体电阻率能达到1011Ω·c m,但遭到资料本身性质的影响很难做成大面积RPC。

  聚酰亚胺(Polyimides,PI)膜是一种绝缘功能极好的有机高分子聚合物资料,广泛应用在航空航天、微电子工程范畴,由于其同时具有耐高温(>400℃)的物理属性,在强电场、高温环境中的应用遭到广泛关注。但单纯聚酰亚胺的外表电阻率达到1016Ω/m 2,电子在资料里不容易移动,电荷积累难以分散从而形成静电,这就需求掺杂一种极高导电性资料改动单纯聚酰亚胺电学功能。石墨烯是一种具有特别二维结构的良好导电资料,聚酰亚胺-石墨纳米复合资料(PI-Graphene Nanocomposites)的制备遭到广泛研究。

  应用石墨烯掺杂聚酰亚胺膜作为阻性板资料,运用盒式密封容纳作业气体的方法研制了RPC探测器,经过试验验证,能够得到宇宙射线μ子的信号,经过不同程度石墨掺杂能够改动聚酰亚胺膜的体电阻率,膜外表喷涂作为电极的导电碳层,二者结合良好导电性好。经过一号膜在强电场下呈现的极化现象,发现低浓度掺杂下膜外表静电缓慢集合,会导致探测器长时间稳定性变差,且石墨高浓度掺杂下会呈现石墨聚会的现象,二者标明石墨烯掺杂浓度应选取在0.4w t%~1.5w t%,为后续进一步制备适于探测器长时间作业的复合物膜提供掺杂浓度范围的参照。

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