微堆层绝缘结构的研究

真空沿面闪络是国内外脉冲功率领域内的难点之一。国外提出的微堆层结构可解决纵向闪络问题，但无法解决应用更广的径向闪络。本课题采用精密加工与镀膜技术，在绝缘材料表面引入金属镀层环，形成新型微堆层绝缘结构。采用显微技术与X射线能谱分析方法研究新型微堆层的表面特征，优化材料表面处理工艺。采用仿真软件研究金属镀层的电场分布特点及电子在微堆层沿面的漂移规律，研究二次电子发射与金属镀层、绝缘基底间的关系。在纳秒脉冲实验平台上，测量纳秒脉冲作用下新型微堆层材料沿面闪络的电压、电流、光强、图像，实验研究不同参数与分布的金属镀层环对真空沿面闪络场强的影响，建立金属镀层环形态、分布与新型微堆层沿面闪络场强的经验公式。在理论分析、仿真计算及多种波形试验基础上，提出新型微堆层结构的真空沿面闪络机理。该绝缘结构可满足多种真空闪络绝缘要求，可用于直线加速器等大型脉冲功率系统，也可用于太空等其它真空环境的绝缘系统中。