涂膠聚酰亞胺薄膜是一種優(yōu)異的電氣絕緣材料,有良好的高低溫耐受特性,耐受輻照、電暈,抗老化特性好,因此廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。目前,地面環(huán)境中的介質(zhì)閃絡(luò)研究著重于絕緣子閃絡(luò),研究不同電極形狀、電壓類型、不同氣體環(huán)境等條件下的閃絡(luò)特性,針對航天器表面的聚酰亞胺材料閃絡(luò)的公開研究成果較少。在已有文獻中,基于二次電子發(fā)射雪崩( Secondary Electron Emission Avalanche, SEEA)模型研究了氣體解吸附、改性以及電子輻照等因素對閃絡(luò)的影響機制,但是對于ZnO 改性對閃絡(luò)影響的機理解釋較少,對影響材料閃絡(luò)特性重要的表面狀態(tài)沒有深入的研究。
通過搭建閃絡(luò)特性測量系統(tǒng),對聚酰亞胺及改性試樣進行直流沿面閃絡(luò)測試?;赟EEA 模型,研究材料改性后的陷阱特性、電阻率、脫氣特性變化對閃絡(luò)的影響機制;并進一步測試表面氟化處理后試樣的閃絡(luò)特性,分析氟化處理改善表面致密性對閃絡(luò)電壓提高的機理。
基于真空沿面閃絡(luò)測試系統(tǒng),重點研究了純聚酰亞胺、ZnO 改性聚酰亞胺以及表面氟化聚酰亞胺試樣的直流閃絡(luò)特性。以二次電子雪崩模型為基礎(chǔ),揭示了材料表面穩(wěn)定性對閃絡(luò)發(fā)展的影響與抑制真空下聚酰亞胺直流沿面閃絡(luò)特性的方法。
1)微米與納米改性整體提高了PI 復合材料沿面閃絡(luò)電壓,并且3wt%改性樣品閃絡(luò)電壓提升大。聚酰亞胺基體樹脂添加ZnO 粒子后,增強了材料內(nèi)陷阱對電荷移動的限制作用,同時抑制了氣體解吸附和脫氣量、降低了二次電子發(fā)射系數(shù),因而整體上提高了材料表面穩(wěn)定性,閃絡(luò)電壓隨之上升。
2)表面氟化顯著地提高了聚酰亞胺沿面閃絡(luò)電壓。氟化后能極大抑制閃絡(luò)中二次電子發(fā)展,表面氟化層較高的電負性是氟化聚酰亞胺閃絡(luò)電壓上升的關(guān)鍵。
3)ZnO 改性和氟化改性都會降低材料電荷的積累,提高材料表面穩(wěn)定性,從而提高閃絡(luò)電壓。