本文關(guān)鍵詞：大氣壓低溫等離子體處理環(huán)氧樹脂加快表面電荷消散的研究

  更多相關(guān)文章： 介質(zhì)阻擋放電 電特性 表面電位 衰減率 改性表征

【摘要】：環(huán)氧樹脂材料因其優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)等性能被廣泛地應(yīng)用于電力設(shè)備中。事實上,隨著直流高壓輸電等級的提高,介質(zhì)材料表面積聚的電荷成為制約其進一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。利用低溫等離子體對材料進行改性,在不影響材料本體的情況下改變表面的物理化學(xué)性能,可以實現(xiàn)加快表面電荷消散的目的。本文基于自主搭建的介質(zhì)阻擋放電(DBD)實驗平臺,表面電位測試系統(tǒng)和沿面閃絡(luò)實驗裝置,使用課題組自主研制的脈沖激勵電源,首先對不同激勵源下的電壓電流特性、光譜特性以及傳輸電荷特性進行了對比研究。其次使用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的低溫等離子體對環(huán)氧樹脂材料進行表面處理,研究了不同因素下處理前后材料的表面電位衰減變化情況。同時對等離子體處理前后的環(huán)氧樹脂材料進行了沿面閃絡(luò)測試。最后,借助于各種測量表征手段對等離子體處理加快表面電荷的消散這一現(xiàn)象進行了探討。實驗對比研究了微秒和納秒激勵下的電壓電流特性。同種放電條件下,納秒激勵具有更高的電壓上升率,因此納秒激勵下的瞬時功率較高。但從電荷傳輸特性來看,對于單個脈沖放電能量,微秒激勵下的要大于納秒激勵下。間隙距離影響放電的模式轉(zhuǎn)化,放電能量隨間隙距離的增大呈先增大后減小的趨勢。搭建了一套完整的針-板電極表面電位測試系統(tǒng)。在針-板電極下,研究了多種因素下環(huán)氧樹脂材料表面電位衰減變化情況。結(jié)果表明等離子體處理可以明顯加快表面電位的衰減,這一結(jié)論在針-板電極和平面電極下均得到了驗證。此外,衰減速率隨處理時間的增加呈先增加后減小的變化趨勢,處理時間為180s時達到最大。材料老化對表面電位的衰減影響明顯。閃絡(luò)實驗結(jié)果表明,等離子體處理可以在一定程度上提升沿面閃絡(luò)能力。表面電荷消散途徑的分析表明,表面?zhèn)鲗?dǎo)是電荷消散的主導(dǎo)途徑。材料改性表征的結(jié)果表明,空氣中等離子體處理具有提高表面電導(dǎo)率,淺化表面陷阱能級的作用,這是表面電荷衰減加快的主要原因�？傊�,重頻脈沖介質(zhì)阻擋放電處理能夠有效加快環(huán)氧樹脂材料表面電荷的消散,這對于拓展低溫等離子體的應(yīng)用有重要作用。
【關(guān)鍵詞】：介質(zhì)阻擋放電 電特性 表面電位 衰減率 改性表征
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM215
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.1.1 等離子體分類10
• 1.1.2 聚合物材料改性及作用原理10-11
• 1.2 大氣壓介質(zhì)阻擋放電研究進展11-16
• 1.2.1 放電物理特性12-14
• 1.2.2 介質(zhì)阻擋放電等離子體改性應(yīng)用14-15
• 1.2.3 實驗室介質(zhì)阻擋放電及材料改性研究進展15-16
• 1.3 聚合物材料表面電特性的研究現(xiàn)狀16-22
• 1.3.1 聚合物材料表面電荷動態(tài)特性的研究進展16-17
• 1.3.2 表面改性抑制電荷積聚的方法17-20
• 1.3.3 表面電荷動態(tài)特性對沿面閃絡(luò)的影響20-22
• 1.4 本文主要內(nèi)容22-23
• 2 實驗裝置23-31
• 2.1 脈沖電源原理與搭建23-25
• 2.2 實驗系統(tǒng)搭建25-26
• 2.3 等離子體參數(shù)測量26-28
• 2.3.1 電氣特性測量26-27
• 2.3.2 光學(xué)特性測量27-28
• 2.4 材料改性表征方法28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 大氣壓下脈沖介質(zhì)阻擋放電特性31-47
• 3.1 納秒/微秒脈沖介質(zhì)阻擋放電特性對比31-39
• 3.1.1 典型電壓電流波形31-32
• 3.1.2 放電參數(shù)對DBD電氣特性的影響32-36
• 3.1.3 放電參數(shù)對DBD光學(xué)特性的影響36-39
• 3.2 傳輸電荷特性對比39-46
• 3.2.1 實驗裝置39-40
• 3.2.2 典型電壓電流波形及Q-V圖形40-43
• 3.2.3 不同因素下Q-V圖形的對比分析43-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 4 等離子體處理環(huán)氧樹脂材料對其表面電特性的影響47-66
• 4.1 表面電位測量系統(tǒng)裝置及搭建47-50
• 4.1.1 實驗裝置47-49
• 4.1.2 靜電探頭測量原理49
• 4.1.3 實驗過程49-50
• 4.1.4 典型實驗結(jié)果50
• 4.2 材料選取與放電條件50-53
• 4.3 表面電位測試結(jié)果53-61
• 4.3.1 針-板電極下表面電位實驗結(jié)果53-60
• 4.3.1.1 電壓幅值和加壓時間的影響53-54
• 4.3.1.2 相對濕度的影響54-55
• 4.3.1.3 柵極網(wǎng)的影響55-56
• 4.3.1.4 等離子體處理時間的影響56-58
• 4.3.1.5 老化的影響58-60
• 4.3.2 平面電極下表面電位實驗結(jié)果60-61
• 4.4 沿面閃絡(luò)實驗研究61-63
• 4.4.1 沿面閃絡(luò)實驗裝置61-62
• 4.4.2 沿面閃絡(luò)實驗結(jié)果62-63
• 4.5 聚合物表面電荷消散影響途徑分析63-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 5 等離子體表面改性表征66-77
• 5.1 電導(dǎo)率測試66-68
• 5.1.1 三電極法測試原理66-67
• 5.1.2 不同處理時間下的電導(dǎo)率測試結(jié)果67-68
• 5.2 水接觸角測試68-70
• 5.3 AFM測試70-72
• 5.4 XPS測試72-74
• 5.5 等離子體處理對環(huán)氧樹脂表面電荷消散的影響機理分析74-75
• 5.6 本章小結(jié)75-77
• 6 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 主要工作總結(jié)77-78
• 6.2 未來工作展望78-79
• 參考文獻79-85
• 致謝85-86
• 作者在學(xué)期間研究成果86

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張軼飛;張智詮;;三維表面電荷法在位場計算中的幾點改進[J];電工電能新技術(shù);2010年01期

2 孫啟美，，劉德朋，朱莉;材料表面電荷衰減規(guī)律探討[J];松遼學(xué)刊(自然科學(xué)版);1994年02期

3 趙慧斌;韓立;;微納米尺度下聚酰亞胺薄膜表面電荷的生成實驗[J];納米技術(shù)與精密工程;2008年02期

4 杜伯學(xué);高宇;馬宗樂;;伽瑪線輻射對聚乙烯表面電荷累積的影響[J];電工技術(shù)學(xué)報;2009年06期

5 張軼飛;張智詮;;基于表面電荷法的像管靜電場計算[J];裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報;2009年06期

6 陸忠亮,肖衍明;電場的一種數(shù)值分析法—表面電荷法[J];高壓電器;1984年01期

7 趙中原,邱毓昌,方志,王建生,馮建強;三維空間表面電荷法的改進[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2002年02期

8 杜伯學(xué);高宇;朱曉輝;;伽瑪線輻射對PBN試樣表面電荷累積的影響[J];高分子材料科學(xué)與工程;2009年05期

9 郝向英,烏地,趙慧,寶迪,郭博書;黃河水體沉積物的表面電荷性質(zhì)研究[J];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年04期

10 趙慧斌;任權(quán);韓立;;PMMA薄膜nm尺度下表面電荷的制備和觀察[J];微納電子技術(shù);2007年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 丁武泉;宋仲容;;動力學(xué)方法測定兩種類型膠體顆粒表面電荷性質(zhì)的比較研究[A];重慶市化學(xué)化工學(xué)會2009學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

2 孫志;韓柏;李振凱;王暄;雷清泉;;不同鍍層微探針注入對聚酰亞胺表面電荷的影響[A];第十三屆全國工程電介質(zhì)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

3 黃耀熊;黃寶添;鄭新景;;結(jié)合量子點標記與寬場光切片技術(shù)對活細胞表面電荷的三維定量成像[A];第十一次中國生物物理學(xué)術(shù)大會暨第九屆全國會員代表大會摘要集[C];2009年

4 徐明崗;;不同介質(zhì)中紅壤對CI~-的吸附及其與表面電荷性質(zhì)的關(guān)系[A];土壤化學(xué)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展學(xué)術(shù)討論會會議指南與論文摘要集[C];2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王邸博;直流電壓下聚四氟乙烯表面電荷的聚散及其對閃絡(luò)特性的影響[D];重慶大學(xué);2015年

2 高宇;聚合物電介質(zhì)表面電荷動態(tài)特性研究[D];天津大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉凱;固體聚合物電介質(zhì)表面電荷測量系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 馬云飛;大氣壓低溫等離子體處理環(huán)氧樹脂加快表面電荷消散的研究[D];鄭州大學(xué);2016年

3 楊興倫;紫色土表面電荷性質(zhì)的初步研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

4 陳興堯;紅細胞表面電荷對其結(jié)構(gòu)與功能參數(shù)的影響[D];暨南大學(xué);2006年

本文編號：675495