大气等离子体表面改性对PEI绝缘子真空沿面耐压性能的影响
2021-03-12刘文元霍艳坤白现臣柯昌凤师全林
现代应用物理 2021年4期
张 贝,刘文元,霍艳坤,程 军,白现臣,柯昌凤,师全林
(1.湘潭大学材料科学与工程学院,湘潭411105;2.西北核技术研究所,西安710024)
绝缘材料在高电压真空脉冲系统中主要起绝缘支撑作用,由于存在真空沿面闪络现象,绝缘子表面易发生击穿放电,放电电压一般远低于绝缘子的体相击穿电压,是整个系统中最薄弱的地带[1-2]。同时,由于绝缘子沿面耐压强度随表面状态的变化而变化,相同的绝缘材料经不同的加工制备过程将会产生不同的沿面耐压强度,导致在一定电压范围内发生绝缘子真空沿面闪络现象,耐压稳定性不足。较低的耐压水平与较差的耐压稳定性是导致高电压真空设备失效的重要原因。因此,在高电压真空脉冲系统中,对绝缘子表面进行改性,提升绝缘子耐压强度与耐压稳定性至关重要。
聚合物具有介电常数小、韧性好、质量小、耐冲击、易加工及易改性等优势,被作为绝缘材料广泛应用于高压真空设备。其中,聚醚酰亚胺(Polyetherimide,PEI)作为一种高性能特种工程塑料,强度和刚度远高于一般工程塑料,具有耐高温、抗化学性及阻燃等优点,在真空绝缘领域内具有较高的应用价值,但在真空中使用时,依然面临沿面耐压强度低的问题。因此,对PEI开展表面改性研究,提升沿面耐压性能具有重要意义。
表面改性可分为表面成分修饰和表面结构构筑2种。表面成分修饰能改善绝缘子表面固有的物理特性,如降低二次电子发射系数、提升表面电导率和降低气体吸附与释放等[3-7];……
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