一种基于磁控溅射氧化钛的制造技术

本发明专利技术涉及

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁控溅射氧化钛的PTFE表面绝缘性能调控方法


[0001]本专利技术涉及
PTFE
绝缘材料性能调控
，特别是一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法
。

技术介绍

[0002]在传统飞机中，液压
、
气动系统因需要大量管路实现功能，占据了飞机内部较大的空间，其笨重的操作机构使得系统的工作效率十分低下
。
随着电气时代的到来，飞机的控制系统迎来了大规模电气化，取代了能效比较低
、
机械结构复杂的液压系统
、
气动系统，优化了飞机的能源系统结构，由此多电飞机的概念诞生
。
多电飞机二次能源系统更多采用电气化设备，可以减少飞机所应用的供能系统种类，大幅降低了系统的复杂度
、
提升了飞机的可靠性；同时电气化设备能效远高于液压系统与气动系统，能够有效提高飞机的燃油效率并降低碳排放
。
[0003]与传统飞机相比多电飞机的电气化设备占比显著提升，为了满足电气化设备的工作需求，多电飞机所需供电系统的容量也大幅增大
。
经过几十年的迭代发展，多电飞机供电系统的容量已经由发展初期的千伏安级别增加到兆伏安级别
。
而提高电流需要更粗的导体，这会导致飞机的重量与能耗大幅上升
。
因此为提升飞机供电系统容量，提高多电飞机供电系统电压等级成为必然选择
。
如今飞机供电系统的电压等级已从直流
28V、
交流
115V
提高到了直流
270V、
交流
230V
，并且其供电系统母线电压仍然呈现上升的趋势
。NASA
设计的
N3
‑
X
系列电动飞机计划以
6kV
作为系统电压等级
[0004]电缆作为连接飞机各设备的重要组成部分，其绝缘的可靠性直接关系到飞机供电系统的安全运行
。
多电飞机线缆运行环境较为恶劣，除随电压等级提升带来的高电场外，还存在低气压
、
高温
、
高湿
、
磨损等问题
。
在供电系统复杂工作环境下，易发生电场畸变，导致局部放电及绝缘劣化，严重降低了
MEA
的可靠性及安全性
。
[0005]PTFE
由四氟乙烯单体聚合而成，拥有高度对称的分子结构，与碳链相连接的均为高能
C
‑
F
键，具有优异的物理
、
化学性能
。PTFE
材料是一种优秀的绝缘材料，在低气压
、
高温的航空环境中可以保持稳定的绝缘性能，所制成的航空电缆相较于传统材料制成的电缆在耐磨性
、
耐腐蚀性及耐水解性等方面的表现均更加优良，逐渐成为航空领域主流绝缘材料
。
[0006]目前民用及军用飞机的飞行高度通常在6‑
15km
，在飞行过程中航空电缆的工况气压值最低可至
10
‑
20kPa。
根据巴申定律可知，在
MEA
电缆运行环境中，绝缘闪络电压随气压降低而减小，航空低气压环境增加了发生局部放电甚至闪络的风险，对绝缘材料的可靠性构成威胁
。
揭示航空电缆绝缘材料在低气压
、
高温环境下的局部放电及沿面闪络机理，因此对于高压航空电缆绝缘的可靠性与多电飞机的快速发展具有重要意义
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法
。
[0008]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法，该方法包括如下步骤：
[0009]步骤一，制备磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料作为测试样品，在不同气压和不同温度下，分别对测试样品绝缘表面的电导率特性进行分析，并建立测试样品绝缘表面电导率与改性时间的关系，通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的电导率；
[0010]步骤二，在不同气压下，分别对测试样品绝缘沿面的放电特性和闪络特性进行分析，并建立测试样品绝缘沿面放电特性与改性时间的关系以及测试样品绝缘沿面闪络特性与改性时间的关系，通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的放电特性和闪络特性；
[0011]步骤三，在不同温度下，分别对测试样品绝缘沿面的放电特性和闪络特性进行分析，并建立测试样品绝缘沿面放电特性与改性时间的关系以及测试样品绝缘沿面闪络特性与改性时间的关系，通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的放电特性和闪络特性；
[0012]步骤四，针对不同的使用环境需求，调整磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来进而提升
PTFE
绝缘材料的绝缘性能
。
[0013]所述步骤一中在不同气压条件下对测试样品绝缘表面的电导率特性进行对比分析，并确定测试样品绝缘表面的电导率提升幅度最大时对应的气压条件按，在该气压条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的电导率
。
[0014]所述步骤一中在不同温度条件下对测试样品绝缘表面的电导率特性进行对比分析，并确定在
200℃
条件下，测试样品绝缘表面的电导率提升幅度最大，随后在
200℃
条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的电导率
。
[0015]所述步骤二中在不同气压条件下，对测试样品绝缘沿面的放电起始特性进行对比分析，并确定测试样品绝缘沿面的放电起始特性变化最大时所对应的气压条件，在该气压条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的绝缘沿面的放电起始特性
。
[0016]所述步骤二中在不同气压条件下，对测试样品绝缘沿面的放电发展特性进行对比分析，并确定测试样品绝缘沿面的放电发展特性变化最大时所对应的气压条件，在该气压条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的绝缘沿面的放电起始特性
。
[0017]所述步骤二中在不同气压条件下，对测试样品绝缘沿面的闪络特性进行对比分析，并确定测试样品绝缘沿面的闪络特性变化最大时所对应的气压条件，在该气压条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的绝缘沿面的闪络特性
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，制备磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料作为测试样品，在不同气压和不同温度下，分别对测试样品绝缘表面的电导率特性进行分析，并建立测试样品绝缘表面电导率与改性时间的关系，通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的电导率；步骤二，在不同气压下，分别对测试样品绝缘沿面的放电特性和闪络特性进行分析，并建立测试样品绝缘沿面放电特性与改性时间的关系以及测试样品绝缘沿面闪络特性与改性时间的关系，通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的放电特性和闪络特性；步骤三，在不同温度下，分别对测试样品绝缘沿面的放电特性和闪络特性进行分析，并建立测试样品绝缘沿面放电特性与改性时间的关系以及测试样品绝缘沿面闪络特性与改性时间的关系，通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的放电特性和闪络特性；步骤四，针对不同的使用环境需求来调整磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间，进而提升
PTFE
绝缘材料的绝缘性能
。2.
根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法，其特征在于，所述步骤一中在不同气压条件下对测试样品绝缘表面的电导率特性进行对比分析，并确定测试样品绝缘表面的电导率提升幅度最大时对应的气压条件按，在该气压条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的电导率
。3.
根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法，其特征在于，所述步骤一中在不同温度条件下对测试样品绝缘表面的电导率特性进行对比分析，并确定在
200℃
条件下，测试样品绝缘表面的电导率提升幅度最大，随后在
200℃
条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的电导率
。4.
根据权利要求1所述的一种基于磁控溅射氧化钛的
PTFE
表面绝缘性能调控方法，其特征在于，所述步骤二中在不同气压条件下，对测试样品绝缘沿面的放电起始特性进行对比分析，并确定测试样品绝缘沿面的放电起始特性变化最大时所对应的气压条件，在该气压条件下通过控制磁控溅射氧化钛改性
PTFE
绝缘材料的时间来调控测试样品的绝缘沿面的放电起始特性
。5.
根据权利要求4所述的一种基于磁控溅射氧化钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢云琪，王彬，冯梦佳，郭泽，赵晓震，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：