1. 研究目的与意义（文献综述）

在高脉冲功率，电力设备和高温高压真空绝缘系统中，绝缘材料是其中主要的关键组成之一，它将设备中的导电体相互连接，起到电气绝缘和机械固定的作用，其工作性能关乎整个装置能否安全稳定地运行。随着脉冲功率技术向着高电压、强电流及快脉冲速度的方向发展，在这种极端条件下，真空与绝缘介质的真空-固体交界面上极易发生沿面放电。在一定高压情况下，放电发展成贯穿性击穿，称为沿面闪络。这使得引入绝缘支撑体后的真空设备的耐压能力大幅降低，影响设备正常运行，并且可能由于耐压失败而造成经济损失。随着脉冲功率技术的地位日益凸显，绝缘介质的沿面耐压不足这个问题制约着其发展，特别是更多设备有着进一步高功率化和小型化的需求，因而真空沿面闪络现象一直以来都是重点关注的课题。

目前关于真空沿面闪络的微观发生机理存在多种假说，其中较为被人们所认同的、占主导地位的是由美国学者anderson和brainard提出的初始电子撞击绝缘体表面产生的二次电子发射雪崩（seea-secondary electron emission avalanche）假说以及法国学者blaise和gressue提出的电子触发极化松弛（etpr-electron triggered polarity relaxation）假说。虽然研究者们在闪络发生机理上存在较大分歧，但基于实验研究成果，对影响闪络特性的几种重要物理因素的认识是趋同的。这些因素包括施加电压波形、磁场、绝缘材料介电常数、绝缘体几何形状、绝缘体表面处理等等。

微堆层绝缘结构是基于二次电子雪崩理论研发的, 在绝缘层中规律地嵌人导电层而形成的一种新型绝缘结构, 于2 0 世纪末被提出并展开实验研究, 其中以美国lawrence livermore国家实验室的研究成果最为突出。在真空闪络的发生过程中, 除了外加电场, 空间电荷的积累和分布同样起到非常重要的作用, 这些空间电荷加强了介质表面的电场畸变, 促进沿面闪络的进一步发展。如果采用微堆层绝缘结构, 分布在绝缘层间的导电层能够及时地将正电荷分散开来,减少空间电荷的局部聚集, 降低空间电荷场, 进而抑制沿面闪络的发展, 有效提高绝缘结构的闪络电压。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）新型微堆层交联聚苯乙烯/导电银浆，氮化硼陶瓷/导电银浆绝缘子的制备

基于已有的合成和加工技术，制备出交联聚苯乙烯和氮化硼陶瓷，并在其表面刻槽内涂覆导电银浆作金属层，制备微堆层绝缘子。

3. 研究计划与安排

第1~2周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第3~10周：按照设计方案，制备出交联聚苯乙烯和氮化硼陶瓷，并在其表面刻槽内涂覆导电银浆作金属层，制备微堆层绝缘子。

第11~13周：测试采用不同材料和不同绝缘层厚度对击穿电压的影响并在显微镜下观察击穿部位，分析原因。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 郑建毅, 何闻. 脉冲功率技术的研究现状和发展趋势综述[j]. 机电工程. 2008, 25(4):1-4.

[2] yan p, shao t, wang j, et al. experimental investigation of surface flashover in vacuum using nanosecond pulses[j]. ieee transactions on dielectrics amp; electrical insulation, 2007, 14(3):634-642.

[3] blaise g, le gressus c. charging and flashover induced by surface polarization relaxation process [j]. j appl phys, 1991, 69(9): 6334-6339