基于密度泛函理论的SF_6潜在替代气体筛选

目前在研的SF_6替代气体存在沸点θ_b过高、与缓冲气体混合后绝缘强度E_R降低等问题,仍需要寻找新型替代气体。为此,基于气体中载流子碰撞过程分析,找出第1电离能ε、分子电负性χ和分子直径D_w3个与气体绝缘强度相关的参数,并采密度泛函理论(DFT)下的B3LYP方法及6-311G+(d,p)基组对37种气体的上述参数进行计算。通过多元非线性拟合得到了气体绝缘强度预测模型,模型可决系数R^2达到0.90;并根据10个未代入拟合的气体绝缘强度数据对预测模型进行了校验。结果显示,在对弱极性非对称分子的D_w进行修正后,模型的准确性和适用性得到提高,R^2可达0.85。通过对θ_b已知的待选气体进行E_R的预测,并根据替代潜能因子Kp,从137种待选气体中筛选出了5种具有较高替代潜能的绝缘气体。