等离子体表面处理对绝缘材料表面电荷测量特性的影响

高分子材料由于具有优异的电性能和机械性能，在功率器件中得到了广泛应用。在由金属导体、高分子材料和气体组成的电气系统中，当对导体施加一定的电压时，由于导体表面的微小毛刺或高分子材料内部的杂质，很容易在高分子材料表面产生电荷积累，称为表面电荷。

表面电荷的存在会对材料的绝缘性能产生重要影响。它不仅扭曲了周围的电场，而且为表面放电提供了放电电荷和放电通道，导致高压击穿。材料表面电荷的动态特性，特别是衰减特性，在一定程度上反映了介质材料表面的电性能，其变化将影响材料的极化、抗静电性能和闪络性能。

准确测量表面电荷对研究固体绝缘介质的老化、击穿和闪络特性具有重要意义。为了提高材料的绝缘性能，采用低温等离子体清洗功率等离子体技术对材料表面进行改性，加速其表面电荷的消散。

低温等离子清洗产生的等离子体中含有大量的高能电子和活性粒子，可以在不改变材料性能的情况下改善材料的表面电荷性能。利用低温等离子体清洗电源等离子体沉积的方法加速了表面电荷耗散特性。利用介质阻挡放电等离子体对材料进行表面改性。结果发现，等离子体处理后，材料表面粗糙度增加，二次电子发射系数降低，材料表面电荷耗散速度明显加快。

使用等离子清洗电源对材料表面进行处理时，需要调整放电参数。一个给定的方法的优化主要考察的功率能量的大小，放电的面积和均匀性。等离子体处理可以引起材料表面的一系列物理和化学变化，进而影响介电表面的电性能。

大表面电位幅值随压力幅值的增大而增大，增大到一定程度后达到饱和状态。压制时间对表面电位的影响很小。湿度的增加会加速表面电位的衰减。网格的加入将使表面电位分布均匀化，减小表面电位的大值。

外加电压越大，介质厚度越小，放电电流幅值越大，而放电间隙对放电电流幅值影响不大。等离子清洗电源等离子处理能显著加速环氧树脂材料表面电位的衰减，且衰减速率随处理时间的延长先增大后减小。