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大气等离子表面处理系统Cu表面改性抑制微放电

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发布时间：

2021-01-18

大气等离子表面处理系统Cu表面改性抑制微放电：
电力输电线路中，线路施工过程中(如电缆接头现场制作、高压架空线的架设等)导体可能受到损害，容易造成局部电场严重畸变，强场作用下，导体周围空气被电离，甚至金属体内的电子被抽离出来，进而引发局部微放电。

长期的局部微放电严重影响输电线路安全稳定运行，是造成输电线路绝缘失效的重要因素之一。因此，寻找有效的方法抑制微缺陷导致的导体表面微放电成为研究的热点。
大气等离子表面处理系统等离子体具有高活性粒子浓度高、激发温度低等优点，应用领域广泛。随着材料表面改性学科的兴起和不断发展，利用等离子体表面改性的方法受到广泛关注。等离子体表面改性利用等离子体中的高能活性粒子轰击材料表面，赋予其表面新的性能，由于只作用于表面，材料原有的体性能不变。需要指出的是，等离子体对基底材料无要求，既可以用于金属材料表面改性，也适用于绝缘材料。
采用大气等离子表面处理系统技术对绝缘材料进行了改性、氟化处理以及SiO薄膜沉积等，可以有效调控改性基团，提高材料绝缘性能。大气等离子体对环氧树脂进行表面改性，处理后材料表面粗糙度增加，且引入了含氟基团，使得环氧在真空中的电压提高。
射频电源驱动的等离子体射流在硅片上沉积氧化硅薄膜，以HMDSO和O2作为反应前驱物，通过优化O2流速和射频电源功率得到很好处理条件下的薄膜。
利用空气弥散放电对铜Cu表面进行处理，研究发现大气等离子表面处理系统等离子体处理可以有效提高金属铜Cu表面亲水性和表面能。李文耀等使用大气压等离子体增强化学气相沉积的方法在铜Cu上沉积类SiO2绝缘薄膜，利用氧化硅薄膜本身良好的介电特性和较高的电阻率达到抑制电晕发生的目的。金属功函数是影响其场致发射阈值电场的主要因素，功函数稍有变化，四氯化钛(TiC4)为常用的制备TiO2的前驱物，通过水解可以生成TiO2，反应在室温下即容易进行，且不会产生有机废料。用四氯化钛(TiCl4)作为钛源，利用大气低温等离子体射流在铜Cu表面沉积TiO2薄膜，改变导体表面特性并阻隔微缺陷，从而抑制微放电的发生。
经大气等离子表面处理系统等离子体处理后，Cu片表面功函数由未处理的4.65eV提高至4.87eV，缺陷处的电场畸变得到改善，场强从1.4x106 V/m降为9.89x105V/m。等离子体处理方法可一定程度改善电场畸变，抑制局部微放电的发生。