研究目的
通过等离子体改性技术改善聚苯乙烯（PS）的表面电学性能，以减少表面电荷积聚并提高表面闪络耐压能力。
研究成果
等离子体改性通过引入浅能级陷阱（Si-O-Si和Si–O–H）、提高表面导电性并加速表面电荷消散，显著改善了聚苯乙烯的表面电学性能，从而使闪络耐受电压得到明显提升。
研究不足
该研究聚焦于特定等离子体条件下聚苯乙烯（PS）的表面改性。但未涉及该改性工艺在工业应用中的可扩展性以及改性表面的长期稳定性问题。
1：实验设计与方法选择
本研究采用亚大气压辉光放电等离子体改性技术在聚苯乙烯（PS）表面沉积无机纳米薄膜。等离子体激发源为频率20 kHz的交流高压发生器。
2：样品选择与数据来源
将商用聚苯乙烯样品切割、清洗并干燥后进行等离子体改性处理。改性过程在亚大气压（2 kPa）氩气环境下，采用等离子体辅助正硅酸乙酯（TEOS）前驱体处理10分钟。
3：实验设备与材料清单
介质阻挡放电（DBD）反应器、激发源及控制单元、高压高频交流电源、扫描电子显微镜（德国蔡司Sigma）、原子力显微镜（美国Nanoscopy IIIa）、衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪（美国赛默飞世尔NicoLet iS50）、高阻计（美国吉时利6517B）、纳秒脉冲发生器（MPC-50D）。
4：实验流程与操作步骤
对聚苯乙烯样品进行等离子体改性处理后，依次测量表面电荷积聚与消散特性、表面电导率及闪络耐受电压。通过扫描电镜、原子力显微镜和红外光谱分析表面形貌与化学基团。
5：数据分析方法
通过分析表面电位衰减曲线探讨陷阱能级分布，采用三电极法测量表面电导率，闪络电压取10次测量的平均值。
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high resistance meter
6517B
Keithley
Measuring the surface conductivity of the samples.
-
SEM
Zeiss Sigma
Zeiss
Observing the morphologies of PS samples.
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ATR-FTIR
Thermo NicoLet iS50
Thermo
Analyzing the chemical groups on the sample surface.
-
AFM
Nanoscopy IIIa
Nanoscopy
Observing the surface morphologies of PS samples.
-
nanosecond impulse
MPC-50D
Institute of Electrical Engineering, CAS
Conducting flashover withstand voltage tests.
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