聚酰亞胺是一種優(yōu)異的電氣絕緣材料，有良好的高低溫耐受特性，耐受輻照、電暈，抗老化特性好，因此廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。目前，地面環(huán)境中的介質(zhì)閃絡(luò)研究著重于絕緣子閃絡(luò)，研究不同電極形狀、電壓類型、不同氣體環(huán)境等條件下的閃絡(luò)特性，針對(duì)航天器表面的聚酰亞胺材料閃絡(luò)的公開(kāi)研究成果較少。在已有文獻(xiàn)中，基于二次電子發(fā)射雪崩（ Secondary Electron Emission Avalanche, SEEA）模型研究了氣體解吸附、改性以及電子輻照等因素對(duì)閃絡(luò)的影響機(jī)制，但是對(duì)于ZnO改性對(duì)閃絡(luò)影響的機(jī)理解釋較少，對(duì)影響材料閃絡(luò)特性最重要的表面狀態(tài)沒(méi)有深入的研究。
含有微米ZnO 的復(fù)合試樣深陷阱密度要大于納米改性聚酰亞胺，但其耐閃絡(luò)電壓特性低于納米改性聚酰亞胺。這是因?yàn)槲⒚最w粒體積較大，與基體聚酰亞胺樹(shù)脂結(jié)合時(shí)在界面處易產(chǎn)生宏觀性缺陷，容易引發(fā)薄弱區(qū)域的局部放電；再考慮到改性劑分散的不均勻性更容易導(dǎo)致顆粒附近電場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生畸變，容易導(dǎo)致材料的局部放電使得閃絡(luò)電壓降低。
基于真空沿面閃絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了純聚酰亞胺、ZnO 改性聚酰亞胺以及表面氟化聚酰亞胺試樣的直流閃絡(luò)特性。以二次電子雪崩模型為基礎(chǔ)，揭示了材料表面穩(wěn)定性對(duì)閃絡(luò)發(fā)展的影響與抑制真空下聚酰亞胺直流沿面閃絡(luò)特性的方法。
1）微米與納米改性整體提高了聚酰亞胺復(fù)合材料沿面閃絡(luò)電壓，并且3wt%改性樣品閃絡(luò)電壓提升**。聚酰亞胺基體樹(shù)脂添加ZnO 粒子后，增強(qiáng)了材料內(nèi)陷阱對(duì)電荷移動(dòng)的限制作用，同時(shí)抑制了氣體解吸附和脫氣量、降低了二次電子發(fā)射系數(shù)，因而整體上提高了材料表面穩(wěn)定性，閃絡(luò)電壓隨之上升。
2）表面氟化顯著地提高了聚酰亞胺沿面閃絡(luò)電壓。氟化后能極大抑制閃絡(luò)中二次電子發(fā)展，表面氟化層較高的電負(fù)性是氟化聚酰亞胺閃絡(luò)電壓上升的關(guān)鍵。
3）ZnO 改性和氟化改性都會(huì)降低材料電荷的積累，提高材料表面穩(wěn)定性，從而提高閃絡(luò)電壓。