纳米氧化钛复合改性提升聚醚酰亚胺真空沿面闪络特性的物理机制分析

编号：NMJS09227

篇名：纳米氧化钛复合改性提升聚醚酰亚胺真空沿面闪络特性的物理机制分析

作者：曾嘉凯 李倬凡 张妍 刘霞 杨柳青 刘文凤 迟晓红 程璐

关键词： 聚醚酰亚胺 纳米复合 真空闪络 表面陷阱 表面释气

机构： 电力设备电气绝缘国家重点实验室（西安交通大学）

摘要： 聚醚酰亚胺是重要的航天器用绝缘材料。提升聚醚酰亚胺的沿面绝缘性能并探究沿面闪络的物理机制具有重要意义。该研究通过纳米氧化钛复合改性有效地将聚醚酰亚胺的真空沿面闪络电压提高19.25%。通过表征纳米复合前后材料的表面形貌、表面释气和表面电荷输运特性发现,表面气体吸附量随着TiO2含量的升高而增大,而深陷阱能级和表面电阻率与闪络电压呈正相关关系。分析认为,纳米复合改性后气体吸附特性变化不足以影响真空沿面闪络。纳米复合改性提高真空沿面闪络电压的根本原因在于适量的TiO2能提高材料的表面电阻率和深陷阱能级,二者的提高阻碍电极处电荷的注入和表面电子发射,进而造成电子倍增过程受阻。当电子倍增过程受阻时,介质表面需要更大的能量去释放更多的内部溶解气体或使介质分解产生更多气体以便碰撞电离形成足够强度的电子崩,因此沿面闪络电压有所提升。