具体实施方式】
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合【具体实施方式】和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]—种加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，包括以下步骤:
[0044]步骤1，组装介质阻挡放电等离子体处理装置，如图1所示，所述装置包括:
[0045]微秒脉冲电源1，其输出端通过高压探头3测量电压，并通过示波器4记录；
[0046]放电腔2，所述放电腔2由不锈钢制作，所述放电腔2内气压范围为20帕到200千帕之间，所述放电腔2内的压力通过压力表13测量。所述放电腔2内设有上电极6和下电极7，所述上电极6连接所述微秒脉冲电源I输出端，所述下电极7接地；还设有上阻挡介质8和下阻挡介质9，分别贴合放置于所述上电极6和下电极7上，且所述上阻挡介质8和下阻挡介质9之间留有空隙；所述放电腔2还分别设有进气口 10和出气口 11 ;通入的气体为惰性气体和氧气的混合气体时，所述出气口 11连接真空栗12，以用于抽气洗气。
[0047]步骤2，选取6块2mm厚的环氧树脂材料，每3块为一组，将所述环氧树脂材料清洗、干燥；
[0048]具体为:
[0049]步骤2.1，将所述环氧树脂材料依次使用去离子水和丙酮清洗；
[0050]步骤2.2，将所述环氧树脂材料放置于超声波清洗仪中进行超声清洗；
[0051]步骤2.3，将所述所述环氧树脂材料放入真空干燥箱中低温干燥。
[0052]步骤3，将清洗干燥后的所述环氧树脂材料放置于所述下阻挡介质上，通过垫片调节所述上阻挡介质和下阻挡介质之间的距离；实验在大气压空气下进行，将所述微秒脉冲电源I打开，所述微秒脉冲电源I放电电压为20kV，重复频率为IkHz之间，选取一组材料的3块试样，对所述环氧树脂材料分别进行等离子体处理，处理时间为180s。另外一组材料不处理，作为对照。将处理后的环氧树脂材料放置于干燥的密封真空袋中，并进行编号。
[0053]表面电位测量装置如图2所示。测量装置主要包括步进电机14、静电探头17、平面电极16、静电电压表15装置。将待测材料水平放置，选用两块长30_，宽15_，厚1.5mm的金属平面电极16给材料表面充电。所述金属平面电极16 —侧被打磨呈圆弧状，将两个金属平面电极16贴合放置于被处理材料的上表面，两电极一端接高压直流电源18，另一端接地。两金属平面电极16间隔的距离为扫描区域。通过金属支架将静电探头17悬置于待扫描区域的上方，静电探头17底部距离材料表面2mm左右。静电探头17另一端连接型号为Trek347的静电电压表15，用于记录表面电位。静电电压表15通过采集卡连接到电脑18上，可以完成数据的采集过程。金属支架连接于步进电机14上，通过相关运动控制软件控制静电探头17在材料表面作二维扫描运动，完成一次扫描过程用时大约36s。测量表面电位时，打开高压直流电源18给材料表面充电，施加_3kV的直流电压，当加压Imin后，在保持电压的情况下对材料表面进行带电测量，在完成一次扫描后，立即撤去电压，然后再次进行扫描，可以得到撤压初始时的表面电位分布。撤压后一段时间，第三次对材料表面电位进行扫描。一般认为，材料表面上表面电荷密度近似正比于表面电位的值，因此，表面电位的极性与大小同时反映了表面电荷的特性变化。表面电位测量实验在温度260C，相对湿度45%下进行。
[0054]分别测量未经处理的2mm厚的环氧树脂材料和在大气压空气下实验腔内采用介质阻挡放电处理2mm厚的环氧树脂材料，其中放电电压20kV，重复频率1kHz，阻挡介质厚度1mm，放电间隙距离2mm，处理时间180s，每组条件下取3块样品进行测试。
[0055]对于未经处理的2mm厚的环氧树脂材料，采用图2所示表面电位测量装置，施加_3kV直流电压，分别对加压lmin、撤压初始、撤压后20min三种时刻下表面电位进行扫描，表面电位分布如图3A、3B、3C所示。图3A、3B、3C中沿X轴一侧为地电极，与X轴相对的另一侧为高压电极。从图3A、3B、3C中可以看出，在靠近地电极和高压电极附近出现两处尖顶，而中间区域接近于平面。撤压以后，靠近两电极附近表面电位衰减较快，两电极中心区域表面电位衰减较慢。经过20min的衰减，靠近地电极一侧电位接近于O，而在两电极中心区域仍积聚一定的表面电荷。
[0056]对于在大气压空气下实验腔内采用介质阻挡放电处理2mm厚的环氧树脂材料，采用图2所示表面电位测量装置，施加_3kV直流电压，分别对加压lmin、撤压初始、撤压后2min三种时刻下表面电位进行扫描，表面电位分布如图4A、4B、4C所不。结果显不，材料表面经过等离子体处理后其表面电位分布明显区别于未处理样品。在加压Imin后，表面电位分布呈均匀的倾斜面，撤压初始时表面电位迅速衰减。2min以后，再次对材料表面进行扫描，表面电位已基本为O。结果表明，材料经等离子体处理后较未处理的其表面电荷消散加快。
[0057]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，组装介质阻挡放电等离子体处理装置，所述装置包括: 高压电源(I)，其输出端通过高压探头(3)测量电压，并通过示波器(4)记录； 放电腔(2)，所述放电腔(2)内设有上电极(6)和下电极(7)，所述上电极(6)连接所述高压电源(I)输出端，所述下电极(7)接地；还设有上阻挡介质(8)和下阻挡介质(9)，分别贴合放置于所述上电极(6)和下电极(7)上，且所述上阻挡介质(8)和下阻挡介质(9)之间留有空隙；所述放电腔⑵还分别设有进气口(10)和出气口(11); 步骤2，将所述环氧树脂材料清洗、干燥； 步骤3，将清洗干燥后的所述环氧树脂材料放置于所述下阻挡介质(9)上，调节所述上阻挡介质(8)和下阻挡介质(9)之间的距离；通过所述进气口(10)通入气体(5)，将所述高压电源(I)打开，所述高压电源(I)放电电压幅值在1kV?30kV之间，频率在500Hz?3000Hz之间，对所述环氧树脂材料进行放电等离子体处理，处理时间为1s?lOmin。2.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述高压电源(I)为微秒脉冲电源、高频高压交流电源或纳秒脉冲电源。3.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述放电腔(2)由不锈钢制作，所述放电腔(2)内气压范围为20帕到200千帕之间，所述放电腔(2)内的压力通过压力表(13)测量。4.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述通入的气体(5)为空气或惰性气体和氧气的混合气体。5.根据权利要求4所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述通入的气体(5)为惰性气体和氧气的混合气体时，所述出气口(11)连接真空栗(12)。6.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述上电极(6)和下电极(7)为圆板电极，直径为10?100mm，材质为铝、铜或不锈钢。7.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述上阻挡介质(8)和下阻挡介质(9)为K9玻璃，聚四氟或有机玻璃。8.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述上阻挡介质(8)和下阻挡介质(9)的形状为圆形或方形，其横截面积大于所述上电极(6)或下电极⑵的横截面积，厚度为I?4mm。9.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，步骤2包括: 步骤2.1，将所述环氧树脂材料依次使用去离子水和丙酮清洗； 步骤2.2，将所述环氧树脂材料放置于超声波清洗仪中进行超声清洗； 步骤2.3，将所述所述环氧树脂材料放入真空干燥箱中低温干燥。10.根据权利要求1所述的加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，其特征在于，所述上阻挡介质(8)和下阻挡介质(9)之间的距离通过垫片调节。
【专利摘要】本发明涉及一种加快环氧树脂材料表面电荷消散的方法，属于电气材料绝缘技术领域。本发明所述方法包括以下步骤：步骤1，组装介质阻挡放电等离子体处理装置；步骤2，将环氧树脂材料清洗、干燥；步骤3，将清洗干燥后的环氧树脂材料放置于下阻挡介质上；通过进气口通入气体，高压电源放电电压幅值在10kV～30kV之间，频率在500Hz～3000Hz之间，产生均匀稳定的放电，对所述环氧树脂材料进行放电等离子体处理，处理时间为10s～10min。本发明所述方法加快环氧树脂材料表面电荷消散，处理时间短，所用装置结构简单，成本低廉，无需使用化学试剂，对环境污染小。
【IPC分类】C08J3/28, C08L63/00
【公开号】CN105153441
【申请号】CN201510580492
【发明人】邵涛, 马云飞, 章程, 王瑞雪, 严萍
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月11日