将金属氧化物/聚胺的有机/无机界面陷状态调整为改善真空表面绝缘
Xiong Yang1, Guangyu Sun1,2, Guangzhi Guo1
1State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, School of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 21, 2023
概括
研究人员通过在聚胺上设计金属氧化物涂层来改善航天器的绝缘. 在这些材料中定制表面陷显著提高了真空表面绝缘和闪电压,提供了一个系统的设计方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 航空航天工程 航空航天工程
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 航天器需要高性能航空航天材料,以在高压应用中提供可靠的真空表面绝缘.
- 目前的材料开发依赖于试错,缺乏真空绝缘系统设计指南.
研究的目的:
- 通过定制金属氧化物涂料的表面陷状态,系统地提高聚胺 (PI) 的真空表面绝缘.
- 通过了解陷特性和闪光性能之间的关系,建立绝缘材料的设计工作流程.
主要方法:
- 利用第一原则计算和陷诊断来分析材料属性.
- 研究了涂层PI的闪电电压,二次电子发射 (SEE) 和表面充电行为.
- 被各种金属氧化物 (CuO,SrO,MgO,Al2O3) 覆盖的聚胺基板.
主要成果:
- 金属氧化物涂层 (CuO@PI,SrO@PI,MgO@PI,Al2O3@PI) 有效地改变了陷密度和能量水平.
- 增加的陷密度与减少的二次电子排放 (SEE) 相对应.
- 较高的浅陷密度加速了表面电荷的消散,改善了绝缘.
结论:
- 表面陷状态极大地影响航空航天材料中的闪缓解.
- 定制表面陷状态为优化真空表面绝缘提供了一种新且有效的策略.
- 由于增强的浅陷密度,CuO@PI显示了最大的闪电电压增加 (42.5%).
