高压条件下陶瓷气孔内的等离子体演化特性

作者：徐翱^*; 王亚军; 杜继实; 金大志; 陈磊

来源：高电压技术, 2021, 47(11): 4134-4143.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20201347

• 陶瓷
• 气孔
• 击穿
• 等离子体
• 粒子模拟

陶瓷内部的气孔缺陷是限制其体耐压提升的主要原因之一。为了深入揭示陶瓷内部气孔在高压条件下的物理化学变化,首先通过静电场仿真得到了不同形状气孔对其与陶瓷交界面附近电场的增强情况,然后基于蒙特卡洛方法的粒子模拟(particle-in-cell coupling with Monte Carlo collision, PIC-MCC)建立了高压条件下陶瓷内部长度0.1 mm气孔中的等离子体演化特性仿真模型,给出了陶瓷内的电势和电场分布随时间变化规律,揭示了气孔中电子、离子的数密度分布、速度分布及轰击气孔与陶瓷交界面通量随时间演化行为,分析了不同陶瓷上初始电场对其内部气孔中等离子体演化造成的最强畸变电场的影响,阐明了高压条件下陶瓷气孔内的等离子体运动可能造成陶瓷体击穿的原因,为进一步深入研究陶瓷体击穿机理奠定了基础。

• 单位
  中国工程物理研究院电子工程研究所