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表面激光处理对氧化铝陶瓷真空中闪络特性的影响被引量：13: 2009年; 真空中高电场下沿固体绝缘材料表面的闪络现象与材料的表面状况密切相关。本文利用CO2激光器刻线的方法调整氧化铝陶瓷的表面状况,激光刻线的密集程度取为（10~50）线/5mm,通过调整激光能量刻线深度的范围为0.05～0.25mm。实验结果发现,经激光处理的氧化铝由于热作用在表面形成线状的连续凹坑,其闪络电压会发生明显变化。当激光刻线的密度与深度调节得合适、刻线后的陶瓷表面为规则的微观形状貌时,材料表现出较好的表面耐电特性。依照本文的刻线工艺,刻线密度越大,刻线效果越好,则闪络电压越高。当刻线密度为50线,深度为0.2mm时,氧化铝陶瓷表现出最为规则的表面微观形貌,完全由均匀连续的凹坑覆盖,此时闪络电压达到最高值。基于此,本文认为可以用材料表面微观形状的均匀性来表征和调控其闪络特性。; 于开坤张冠军郑楠刘国清张源斌; 关键词：沿面闪络氧化铝陶瓷激光加工真空

真空冲击电压下氧化铝陶瓷沿面闪络现象的发展过程被引量：2: 2009年; 真空沿面闪络的发生与发展的过程是电气与电子领域众多学者长期以来所关注的问题,这一复杂的放电现象至今还不能完全从机理上给予说明。本文采用电气、光学联合检测的方法,利用增强型电荷耦合器件(ICCD)对真空冲击电压下氧化铝陶瓷沿面闪络现象的动态发展过程进行了研究,考察了在试样表面溅射金属薄膜电极对闪络发光现象的影响。从闪络的电压、电流和发光波形看出,闪络发生时的电流和发光峰值出现时间一致,并滞后于电压截断点。从ICCD图像可以发现,在试样表面发生完全闪络之前其表面已经出现预闪络发光通道,而沿面闪络发光的最强阶段出现在闪络发生之后的几十纳秒,此时电流出现最大值,能够发现在电极的边缘位置发光最为强烈;溅射电极之后试样的沿面闪络电压有所降低,闪络发生时的发光强度提高,在闪络发生时电极之间的材料内部可能出现体内的复合过程。; 于开坤张冠军郑楠田杰刘国清; 关键词：真空氧化铝陶瓷沿面闪络 ICCD

真空中绝缘子闪络前表面带电现象的仿真研究被引量：5: 2009年; 真空中绝缘子发生沿面闪络之前存在绝缘子表面的带电现象,该现象对闪络的发展具有重要影响,到目前为止对该现象进行实时测量还存在很大的难度。基于二次电子发射雪崩(secondary electron emission avalanche,SEEA)模型,利用Monte Carlo法研究了真空中圆柱型和圆台型绝缘子在闪络前表面电荷密度的二维分布。仿真中采用了氧化铝陶瓷、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等不同绝缘材料。考察了绝缘材料、施加电压以及圆锥绝缘子不同锥角对表面电荷密度和分布的影响。仿真结果表明,在靠近阴极处的绝缘子表面存在小区域的负电荷区,而后变为较大区域的正电荷区;二次电子发射系数较小的绝缘子表面的正电荷密度较小;随外施电压升高,负电荷的密度及区域减小,而正电荷的密度及区域增大,且正电荷区域的峰值向靠近阴极方向移动;圆台绝缘子的锥角为负时其表面正电荷密度大于锥角为正时的情况,当锥角在-22.5°～-30°之间时表面正电荷密度达到最大,而此时对应的闪络电压最低。仿真结果与实验结果有较好的对应关系。; 于开坤张冠军郑楠赵文彬秋实; 关键词：真空绝缘材料蒙特卡罗仿真二次电子发射表面带电

真空中绝缘子闪络前表面电荷分布的二维仿真被引量：6: 2008年; 基于真空闪络的二次电子发射雪崩(SEEA)模型,针对片式有机玻璃PMMA和氧化铝陶瓷两种典型绝缘材料,利用蒙特卡罗法仿真研究了平面圆形及矩形对称电极系统中绝缘子表面电荷的二维分布.仿真结果表明:在靠近阴极处的绝缘子表面存在小范围的负电荷区,而后变为较大范围的正电荷区;随外施电压的提高,绝缘子表面的正电荷区域及密度增大,而负电荷区域及密度减小;二次电子发射系数较小的PMMA绝缘子表面正电荷密度较低;由于圆形电极表面电场分布较矩形电极系统不均匀,其电荷密度分布更不均匀.将仿真结果与他人的实验结果进行了分析对比,发现两者比较接近.; 于开坤张冠军郑楠赵文彬秋实; 关键词：真空绝缘材料蒙特卡罗法二次电子发射

复合材料的陷阱参数对其在真空中高压脉冲下沿面闪络特性的影响被引量：20: 2007年; 长期以来真空沿面闪络现象一直制约着真空绝缘材料性能的提高,极大地限制了高功率脉冲设备的小型化和实用化进程。该文针对环氧基复合材料引入真空绝缘的背景,研究了脉冲电压作用下,复合材料的表面陷阱状况对其沿面绝缘特性的影响。通过对Simmons等温电流理论的进一步推导,完善了利用表面电位衰减测量材料表层陷阱能量分布的理论和方法,并分析了填料浓度对于材料表层陷阱的影响机制。在已有的二次电子发射雪崩(SEEA)闪络模型基础上,强调了深电子陷阱在沿面闪络过程中的作用,并定性分析了此过程中的物理机制和影响因素。复合材料中的深陷阱对于抑制材料表面的内二次电子发射有一定的作用,通过提高深陷阱的密度可以在一定程度上提高沿面闪络电压。; 赵文彬张冠军严璋; 关键词：沿面闪络复合材料脉冲真空

真空中固体绝缘沿面闪络现象的研究进展被引量：57: 2007年; 针对长期以来高电场下复合绝缘系统的耐电性能受绝缘材料的沿面闪络现象所限制,严重制约了很多电气电子系统的整体性能的现状,迫切需要深入研究真空中绝缘子沿面闪络现象,为此,综述了国内外相关研究现状和进展,认为此现象是一种发生在高电场下的复杂界面(电极与材料的交界面)和表面(材料的表面)的物理现象。闪络过程在本质上反映出高电场下的电荷行为,由体内(材料的表层内)和体外(材料的表面及表面以上)2过程支配。需综合考虑绝缘材料的介电常数、电阻率、二次电子发射特性、表面陷阱分布等影响因素,进而提出表征和改善真空中沿面闪络特性的综合评价体系,最终达到认识新的物理现象并将之有效调控的目的。; 张冠军赵文彬郑楠于开坤马新沛严璋; 关键词：固体绝缘材料沿面闪络电极接触电荷注入电输运

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国家自然科学基金(50577054)