低溫等離子體表面處理抑制絕緣材料表面電荷的研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂材料憑借其優(yōu)異的機(jī)械性能和電學(xué)性能，被大范圍的應(yīng)用在高壓電氣設(shè)備中。但是環(huán)氧樹脂材料在直流高壓電場(chǎng)下，其金屬導(dǎo)體/絕緣材料/氣體的三接觸面處容易積聚表面電荷，削弱其絕緣性能，甚至引發(fā)沿面閃絡(luò)事故，嚴(yán)重影響了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，本文研究利用低溫等離子體在環(huán)氧樹脂材料表面沉積類SiO2薄膜，在不影響絕緣材料本體性能的前提下改善其表面電學(xué)性能，達(dá)到抑制表面電荷積聚的目的。
　　本文基于大氣壓等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積技術(shù)，

2、搭建了一套絕緣材料表面沉積處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用介質(zhì)阻擋放電、大氣壓等離子體射流與滑動(dòng)放電作為等離子體源，選用正硅酸四乙酯作為反應(yīng)前驅(qū)物，使其在等離子體中發(fā)生反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂樣品表面沉積得到類SiO2薄膜。通過(guò)一系列的物理化學(xué)和電學(xué)特性測(cè)試，對(duì)比分析沉積處理前后環(huán)氧樹脂材料表面絕緣性能的變化；然后利用自主搭建的表面電位測(cè)試系統(tǒng)，研究了沉積處理對(duì)環(huán)氧樹脂材料表面電荷積聚、分布及消散特性的影響；最后，結(jié)合多種測(cè)量手段得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)沉積處理抑制

3、表面電荷積聚的機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　沉積處理后，在環(huán)氧樹脂表面生成了一層厚達(dá)200 nm以上的致密均勻的類SiO2薄膜，其主要組成為Si-O-Si與Si-OH基團(tuán)，呈現(xiàn)珊瑚狀顆粒排布并完全覆蓋了原有表面上的瑕疵，使表面潤(rùn)濕性提升、粗糙度下降；而且環(huán)氧樹脂表面與體積電導(dǎo)率均大幅度提升，沿面閃絡(luò)電壓的提升幅度也達(dá)到25％以上，其絕緣耐壓能力得到了改善。
　　實(shí)驗(yàn)中分別采用正負(fù)極性直流電暈和脈沖電暈充電后，相對(duì)于未處理的環(huán)氧樹脂，