大氣等離子體表面改性對PEI絕緣子真空沿面耐壓性能的影響

張 貝，劉文元，霍艷坤，程 軍，白現臣，柯昌鳳，師全林

(1.湘潭大學材料科學與工程學院，湘潭411105；2.西北核技術研究所，西安710024)

絕緣材料在高電壓真空脈沖系統中主要起絕緣支撐作用，由于存在真空沿面閃絡現象，絕緣子表面易發生擊穿放電，放電電壓一般遠低于絕緣子的體相擊穿電壓，是整個系統中最薄弱的地帶[1-2]。同時，由于絕緣子沿面耐壓強度隨表面狀態的變化而變化，相同的絕緣材料經不同的加工制備過程將會產生不同的沿面耐壓強度，導致在一定電壓范圍內發生絕緣子真空沿面閃絡現象，耐壓穩定性不足。較低的耐壓水平與較差的耐壓穩定性是導致高電壓真空設備失效的重要原因。因此，在高電壓真空脈沖系統中，對絕緣子表面進行改性，提升絕緣子耐壓強度與耐壓穩定性至關重要。

聚合物具有介電常數小、韌性好、質量小、耐沖擊、易加工及易改性等優勢，被作為絕緣材料廣泛應用于高壓真空設備。其中，聚醚酰亞胺(Polyetherimide，PEI)作為一種高性能特種工程塑料，強度和剛度遠高于一般工程塑料，具有耐高溫、抗化學性及阻燃等優點，在真空絕緣領域內具有較高的應用價值，但在真空中使用時，依然面臨沿面耐壓強度低的問題。因此，對PEI開展表面改性研究，提升沿面耐壓性能具有重要意義。

表面改性可分為表面成分修飾和表面結構構筑2種。表面成分修飾能改善絕緣子表面固有的物理特性，如降低二次電子發射系數、提升表面電導率和降低氣體吸附與釋放等[3-7]；……