电晕表面改性硅橡胶材料对介质阻挡放电的影响

论文摘要

在介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,简写DBD)研究中,人们认为阻挡材料对放电有重要影响,但相关机理研究较少。本文以6个不同电晕表面改性时间(0小时、14小时、24小时、48小时、96小时和120小时)的硅橡胶作为阻挡介质材料,研究了低气压(0.5kpa～52kpa)下的介质阻挡放电现象。发现维持均匀放电的气压范围与硅橡胶材料有关,硅橡胶电晕表面改性时间越长,形成均匀放电的气压范围越宽,电晕表面改性120小时的试样均匀放电的气压范围达到了46kpa,较未表面改性时(35kpa)提高了30%。另外,本文利用扫描电镜分析和热刺激电流法,测量了6个试样的陷阱特性。结果表明:电晕表面改性时间越长,峰值电流越大,陷阱电荷量越大,陷阱能级越大但数值都小于1eV。本文的工作结果说明阻挡介质材料表面的浅陷阱对均匀放电具有重要影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 介质阻挡放电的放电原理和一般性质
• 1.2 介质阻挡材料对放电影响的研究现状
• 1.3 介质阻挡材料对放电影响的研究存在的问题
• 1.4 论文主要内容
• 第二章 实验装置及实验方法介绍
• 2.1 有机绝缘材料电晕表面改性实验研究系统
• 2.1.1 高压电源及实验保护系统
• 2.1.2 出晕电极系统
• 2.1.3 试验信号测量采集系统
• 2.1.4 测量保护系统
• 2.1.5 电晕老化试验箱
• 2.2 热刺激电流（TSC）实验研究系统
• 2.2.1 TSC简介
• 2.2.2 TSC 试验系统简介
• 2.2.3 TSC实验的实验方法
• 2.3 介质阻挡放电试验研究系统
• 2.3.1 电源部分
• 2.3.2 电极部分
• 2.3.3 真空部分
• 2.3.4 实验信号测量与记录部分
• 第三章 硅橡胶电晕表面改性及改性后性能测试
• 3.1 硅橡胶的电晕表面改性实验
• 3.1.1 试样介绍
• 3.1.2 实验步骤
• 3.2 电晕表面改性后硅橡胶的表面特性
• 3.2.1 扫描电镜分析
• 3.2.2 电晕表面改性后硅橡胶的TSC特性和陷阱分布
• 3.2.2.1 介质材料的陷阱
• 3.2.2.2 介质材料陷阱的几种测量方法
• 3.2.2.2.1 空间电荷限制电流法
• 3.2.2.2.2 光刺激电流法（PSC）
• 3.2.2.2.3 等温衰减电流法（IDC）
• 3.2.2.3 TSC理论和陷阱参数计算方法
• 3.2.3 热刺激电流（TSC）实验结果
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 扫描电镜结果分析
• 3.3.2 热刺激电流结果分析
• 3.4 小结
• 第四章 电晕表面改性硅橡胶对介质阻挡放电的影响研究
• 4.1 硅橡胶介绍
• 4.2 判定阻挡材料优劣的方法
• 4.3 试验步骤
• 4.4 不同电晕表面改性时间硅橡胶介质阻挡放电的实验研究
• 4.4.1 同一低气压下，放电形态比较
• 4.4.2 三种放电形态放电电压电流波形比较
• 4.5 实验结果综合分析
• 4.5.1 二次电子发射（γ过程）
• 4.5.1.1 正离子轰击阴极的二次发射
• 4.5.1.2 气体中光子引起二次发射
• 4.5.1.3 亚稳态的二次发射
• 4.5.2 表面改性硅橡胶表面陷阱在介质阻挡放电中的作用
• 4.6 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况