C_2F_6、C_4F_8的双频电容耦合等离子体特性研究

采用发射光谱技术,研究了C2F6、C4F8气体的双频电容耦合放电等离子体中F、CF2基团密度以及F/CF2强度比随高频功率、低频功率、放电气压的变化关系.实验结果表明,在双频电容耦合放电等离子体中,高频功率、低频功率、放电气压的改变,使C2F6或C4F8等离子体中出现不同分解过程,这种对气体分解反应的选择性为实现双频等离子体刻蚀薄膜的精确控制提供了可能.

O_2流量对O_2/C_4F_8等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜的影响

研究了O2/C4F8等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜时O2流量对刻蚀率、表面结构的影响,及其放电等离子体特性的关联.发现O2流量的增大可以极大地提高多孔SiCOH薄膜的刻蚀速率,降低表面的粗糙度,减少SiCOH薄膜表面的C:F沉积.等离子体特性的光谱分析表明,O2的添加,增强了C与O之间的反应,从而在Si、F反应刻蚀Si的同时,C、O之间的反应使C消耗,实现Si、C的同步刻蚀,从而获得SiCOH低k薄膜的高刻蚀率和低粗糙度表面.

等离子体氟化改性环氧树脂及其在C4F7N/CO2混合气体中电气性能研究

气体绝缘全封闭组合电器(GIS)/气体绝缘输电线路(GIL)长期运行中绝缘子表面积聚的电荷严重威胁电气设备的稳定运行,改善绝缘材料表面化学物理性质能有效提升其绝缘性能。该文采用低温等离子体技术对环氧树脂绝缘试样进行氟化改性处理,通过原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析了改性前后绝缘试样的微观物理形貌及化学组分。等离子体处理可以高效可控地在环氧树脂表面大面积接枝氟元素,样片表面粗糙度随着改性处理时间呈现先增大后降低的现象,改性处理后样片的空穴陷阱能级略有变深、电子陷阱能级先变浅后变深。改性处理10min样片在C4F7N/CO2混合气体中的交直流沿面放电均达到最大值。实验结果表明适当的氟化处理造成表面粗糙度的增加,导致爬电距离增加,正电荷消散变慢,负电荷消散变快,最终使得样片的闪络电压得到了提升。过度的氟化处理使得样片基体结构受损,氟元素剥离,最终造成绝缘强度下降。

O_2流量对O_2/C_2F_6等离子体处理的硅油光致发光性能影响

研究了O2/C2F6等离子体处理的硅油光致发光性能.发光谱覆盖了250～600 nm的光谱范围,由290nm、410 nm、468 nm、481 nm、491 nm和552 nm的6个发光峰组成.O2流量的增大使290 nm、410 nm、552 nm的发光峰增强,468 nm的发光峰强度减弱.光致发光性能与等离子体作用导致的氧缺乏中心、C悬挂键、Si悬挂键的形成有关.

[Cu(C_8H_4F_3O_2S)_2(C_(12)H_8N_2)]·C_3H_(6)O的合成及其晶体结构

标题配合物 [Cu(C8H4 F3O2 S) 2 (C12 H8N2 ) ]·C3H6 O属于三斜晶系 ,空间群为P1,并测得如下晶胞参数a =10 .5 77(3) ,b =15 .72 2 (4) ,c =10 .133(2 ) ,α =94 .5 3(2 ) ,β =10 0 .81(2 ) ,γ =96 .18(2 )° ,V =16 37.0 3 3,Z =2 ,Mr =74 4.18,Dx =1.5 1× 10 6 g·m- 3,F(0 0 0 ) =5 2 6 ,μ =8 2 4cm- 1,最终偏差因子为R =0 .0 83,Rw=0 .0 74。Cu(II)与 2个 4 ,4 ,4 三氟 1 (2 噻吩基 )丁二酮 1,3中的四个氧原子和菲咯啉中的两个氮原子 ,组成了一个畸变的八面体构型。

C_4F_8/N_2混合气体局部放电特性实验研究

由于SF6气体的温室效应,减少或杜绝SF6气体的使用已成为共识。从局部放电(partial discharge,PD)性能的角度探讨了用C4F8/N2混合气体代替SF6气体用于气体绝缘设备的可行性。通过试验测量C4F8/N2混合气体在不同气压、不同混合比、不同电极距离情形下的局部放电起始电压,得到了这3种因素对混合气体局部放电性能的影响,并与纯SF6气体的局部放电起始电压做了对比。结果表明:纯C4F8气体的局部放电起始电压是纯SF6气体的1.3倍左右;C4F8气体与N2气体具有协同效应,协同系数在0.45左右;C4F8/N2混合气体的局部放电能力与同混合比的SF6/N2混合气体的相似。因此,综合考虑液化温度、环境影响、局部放电性能后,C4F8气体含量在10%～20%的C4F8/N2混合气体有可能替代SF6气体用于气体绝缘设备。

c-C_4F_8/N_2混合气体稍不均匀电场下绝缘性能及放电分解产物的试验研究

SF6存在液化温度高和温室效应两大问题,电力行业发展急需新型环保气体。本文对cC_4F_8/N_2混合气体的绝缘性能进行了试验研究,测量了在稍不均匀电场中,不同气压强度以及混合比例条件下的工频交流击穿电压,结果表明,在实验条件范围内,击穿电压随着气压和c-C_4F_8占比的上升而上升;将实验结果与SF6比较发现c-C_4F_8/N_2混合气体具备和SF6相当的绝缘性能。此外,本文还对混合气体击穿后的气体进行了检测,发现了分解产物C_2F_4。本文为今后c-C_4F_8/N_2混合气体在电力行业中的实际应用提供了参考。

复合物o-C_6H_4F_2·Ar的电子S_1态的内部van der Waals振动

报道了复合物o—C6H4F2·Ar的电子S1态内部vanderWaalss（edW）振动的实验和理论研究。在超声束中，利用双光子共振电离光谱和飞行时间质谱技术，揭示了S1←S0电子态跃迁涉及内部wdW振动的3个谱带（＋16.1、＋41.5、＋50.5cm－1）。光谱分析表明，谱线＋16．1cm-1是Ar沿o—C6H4F2分子对称面内的振动模的基频跃迁;谱线＋41．5cm-1是Ar沿垂直于环面的振动模的基频跃迁;谱线＋50．5cm-1是Ar沿垂直于对称面的振动模的第一泛频跃迁。用三维线性谐振子波函数作为基和势函数取为Lenard—Jones势，进行了复合物o—C6H4F2·Ar的wdW振动能级理论计算，所获得的结果支持了光谱归属．对比p—C6H4F2·Ar和o—C6H4F2·Ar中的Ar原子vdW振动发现，2个F原子在环面上的相对位置对Ar沿垂直于环面的振动力常数影响不大，但对Ar沿平行于环面的两种振动有较大的影响。

C4F7N/CO2、C5F10O/C6F12O/Air的环保绝缘气体特性研究及应用

研究环保绝缘气体具有深远的社会意义。C4F7N、C5F10O混合气体是最有希望替代高温室效应SF6的环保绝缘气体。对C4F7N/CO2、C5F10O/C6F12O/Air混合气体的GWP值、液化性能和绝缘性能进行了详细研究。C4F7N/CO2(总压7 bar,C4F7N分压0.466 bar)的GWP值503,是SF6的2.13%;C5F10O/C6F12O/Air(总压8 bar,C5F10O分压0.285 bar,C6F12O分压0.100 bar)的GWP值0.33,是SF6的0.001%。C4F7N、C5F10O气体沸点较高,C4F7N气体在-25℃环境,其饱和蒸气压为0.466 bar;C5F10O气体在-5℃环境,其饱和蒸气压为0.285 bar。C4F7N/CO2、C5F10O/Air混合气体属于正协同效应气体,具有冲击特性,对负极性冲击电压更为敏感。420 k V GIS用母线在雷电冲击耐受电压1425 kV下,最大电场强度为20.4 kV/mm;可以选择C4F7N/CO2(C4F7N分压0.466 bar,最低功能充气总压7 bar)作为绝缘介质,满足户外GIS-25℃的低温环境要求;也可以选择C5F10O/C6F12O/Air(C5F10O分压0.285 bar,C6F12O分压0.100 bar,最低功能充气总压8 bar)混合气体作为绝缘介质,满足户内GIS-5℃的低温环境要求。研究结果为进一步研发环保型GIS提供参考。

O2对C4F7N-N2-O2混合气体绝缘和放电分解特性的影响

由于C4F7N兼具优异的绝缘性能和环保特性,因此得到了国内外替代气体领域研究者的广泛关注。为了探究加入O2后对C4F7N二元混合气体绝缘及分解特性的影响情况,在稍不均匀场条件下对含不同含量(即体积分数)O2的C4F7N-N2-O2混合气体的工频击穿特性和绝缘自恢复性能进行了测试,同时基于气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析了击穿后混合气体的分解产物组成及含量。研究发现,在C4F7N-N2混合气体中加入一定含量的O2能够提高混合气体的工频击穿电压且有效改善混合气体自恢复性能;不含O2的C4F7N-N2混合气体在多次放电击穿后电极表面有黑色物质(碳)析出,而少量O2的加入能够抑制固体物质碳析出;另外,O2的加入促进了混合气体的分解,产生了CO2、COF2等特征产物。随着O2含量的进一步提高,混合气体分解产生的CF4含量显著升高,而C2F6、C3F8等产物含量降低。综合来看,实际工程应用中建议在C4F7N-N2-O2混合气体中加入4%~6%的O2,以达到有效抑制固体物质碳析出的同时提升混合气体的绝缘性能。

C4F7N/N2混合气体在极不均匀电场下的局部放电特性

C4F7N是一种极具应用潜力的SF6替代气体。试验研究了环保型气体绝缘介质C4F7N/N2混合气体的局部放电特性,测试了混合气体的局部放电起始电压并与纯SF6气体进行了对比,探究了混合比、气压对混合气体绝缘性能的影响情况。研究发现含C4F7N2%~12%的C4F7N/N2混合气体的PDIV-、PDIV+随气压的增长而增大,但绝缘性能均弱于相同条件下纯SF6。相同气压下C4F7N/N2混合气体的绝缘性能随混合比的增加而增加;低气压下增加混合比能够显著提升混合气体的绝缘性能,高气压(0.5~0.6 MPa)下混合气体的相对绝缘性能随混合比的增加呈现饱和增长趋势。相关研究成果为C4F7N/N2混合气体的工程应用提供了重要参考。

PECVD制程中C_3F_8替代C_2F_6的研究

研究表明含氟气体的性质决定了原子氟(F)的转化效率,通常在CxFy气体中x的值越大,氟(F)的转化效率也就会越高。所以C3F8(八氟丙烷)比C2F6(乙氟烷)具有更高的利用效率,更少的PFC(全氟化物)的排放。文章主要研究在以四乙氧基硅烷(TOES)为基础的离子增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)的清洗制程中,利用分解效率高的C3F8气体取代C2F6气体。通过实验设计(Design Of Experiment,DOE),调整腔体压力、射频(RF)功率、气体流量等参数,最终得到最优化的新清洗配方。应用到实际的量产中,有效地降低了成本,减少了PFC的排放。

C4F7N/N2混合气体的分解机理研究

近年来,C4F7N(2,3,3,3-四氟-2-(三氟甲基)-丙腈)凭借优良的绝缘和环保性能得到了替代气体研究领域的广泛关注。目前针对C4F7N混合气体分解特性的研究较少,为明确其分解特性,文中基于ReaxFF分子动力学方法和量子化学DFT理论对C4F7N/N2混合气体的分解机理进行了研究,同时利用气体绝缘性能测试平台配合气相色谱质谱联用仪对C4F7N/N2混合气体多次工频击穿后的放电分解产物进行了检测。研究发现C4F7N/N2混合气体的主要分解产物有CF4、C2F6、C3F8、CF3CN、C2F4、C3F6和C2F5CN,其中C2F6、CF4及CF3CN的相对含量较高;ReaxFF-MD分子动力学模拟显示CF3,CN,F和C3F7是C4F7N分解形成的4种最为重要的自由基碎片。该研究成果深入揭示了C4F7N/N2混合气体的分解机理,为混合气体的工程应用提供了重要参考。

温度对C4F7N/CO2混合气体工频放电场强的影响规律

C4F7N/CO2混合气体有潜力替代SF6气体应用于气体绝缘全封闭组合电器(GIS)或环保气体绝缘管道(GIL)等电气设备中作为绝缘电介质,掌握其绝缘性能是进行电气设备绝缘设计的基础。电气设备在实际运行中会遇到不同的环境温度,有必要研究温度变化时C4F7N/CO2混合气体的绝缘性能。常温下C4F7N/CO2混合气体的绝缘性能已有较多研究,但鲜见不同温度下的研究。该文研究了-35~20℃温度范围内,温度对C4F7N/CO2混合气体的工频放电场强的影响规律,建立C4F7N/CO2混合气体的放电场强随温度变化的计算模型。为验证计算模型,开展不同温度下的工频放电试验,采用球板电极下的放电试验得到初始充气压力0.7MPa和0.6MPa下,混合比例9%C4F7N/91%CO2混合气体在不同温度下的工频放电电压,得到0.7MPa下混合比例为9%C4F7N/91%CO2混合气体的液化温度约为-19℃,0.6MPa下的液化温度约为-23℃,试验结果验证了计算模型的有效性。同时发现C4F7N/CO2混合气体在发生液化后,其工频放电场强随温度降低而显著降低。利用该文的计算模型研究0.6MPa和0.7MPa下不同混合比例的C4F7N/CO2混合气体的工频放电场强随温度的变化,获得了不同混合比例不同温度下C4F7N/CO2混合气体的工频放电场强。

电场不均匀度对C4F7N/CO2混合气体雷电冲击放电特性的影响

不同电场分布下混合气体雷电冲击放电特性是气体绝缘金属封闭输电线路(GILs)的设计基础,文中分别研究了稍不均匀电场(电场不均匀度系数f=1.6)和极不均匀电场(f=5.3和f=10.3)下C4F7N/CO2混合气体雷电冲击放电特性的变化规律。结果表明:稍不均匀场中,C4F7N/CO2混合气体的放电电压在高气压下出现微弱的饱和趋势,当气压小于0.4MPa时,其相对于在0.4MPa下SF6的绝缘强度达到了最大值,即随气压的升高,混合气体的相对绝缘性能并无显著提升;随着电场不均匀度的增大,C4F7N/CO2混合气体放电电压显著下降,且正极性放电电压远低于负极性,表现出对电场不均匀的极高敏感性;由此定义了电场敏感系数S,以表征绝缘介质在存在电场集中时放电电压的下降程度,研究结果表明,雷电冲击下气体介质对电场不均匀度的敏感性表现为C4F7N/CO2(5%~20%)>SF6>CO2。

C4F7N/CO2混合气体对局部不均匀电场的敏感特性

电亲和性气体的放电电压对不均匀电场分布较敏感,高压电气设备电极表面存在的表面粗糙度效应会凸显,从而降低气体绝缘性能。C4F7N/CO2混合气体是一种有潜力的SF6替代气体,有必要研究C4F7N/CO2对不均匀电场分布的敏感特性。该文从理论上分析电极表面粗糙引起的局部电场畸变,计算电场畸变程度对C4F7N/CO2绝缘性能的影响,提出采用优异值来评估C4F7N/CO2混合气体对不均匀电场的耐受能力。与SF6气体对比,发现C4F7N/CO2的优异值随C4F7N含量的降低而增大;当C4F7N体积分数低于20%时,C4F7N/CO2混合气体的优异值比SF6气体的优异值大。为验证计算结果,制作粗糙电极放电模型进行C4F7N/CO2混合气体和SF6气体的放电试验,获得了C4F7N/CO2混合气体和SF6气体的优异值,与计算结果接近。若采用C4F7N/CO2混合气体的设备具有与采用SF6气体相同的绝缘性能时,分析表明当C4F7N体积分数为4%~20%范围时,SF6气体绝缘设备中电极表面粗糙度控制值6.3μm的标准适用于C4F7N/CO2混合气体设备。

c-C_4F_8在球板电极下的绝缘性能和绝缘子沿面闪络特性研究

文中从c-C_4F_8的绝缘性能和绝缘子沿面闪络特性角度出发,进行了球板电极下对c-C_4F_8的工频击穿实验和雷电冲击实验,以及常压下绝缘子的沿面闪络击穿实验。同时进行了SF_6、N_2和CO_2的对比实验。实验结果表明,对于气隙击穿的工频耐压实验和雷电冲击实验,c-C_4F_8的击穿电压值都随着间隙距离的升高而增加,并呈线性趋势;在稍不均匀电场中,c-C_4F_8的绝缘性能约为SF_6的1.4倍;c-C_4F_8中绝缘子的闪络电压明显大于SF_6。从绝缘性能的角度来看,c-C_4F_8在某些条件下可以作为SF_6的一种替代气体,用在电力设备中。

C_4F_8混合气体的应用研究

SF_6是气体绝缘金属封闭开关设备中最常用的绝缘气体,由于其属于高温室效应气体,近些年在全世界范围内已经逐步被限制使用。1997年美国国家标准和技术协会会议上把八氟环丁烷(C_4F_8)混合气体列为最有潜力的SF_6绝缘替代气体。本文用C_4F_8混合气体替代SF_6,通过调整N_2、N_2O和C_4F_8气体的混合比例,在12k V气体绝缘开关设备上进行绝缘和温升试验,试验结果与SF_6气体的绝缘和温升试验结果进行比较,结果表明:C4F_8混合气体在12k V气体绝缘开关设备上能够替代SF_6气体作为绝缘介质使用。

基于FPGA中NIOS Ⅱ内核设计的TFT_LCD显示驱动

本文基于FPGA中NIOS Ⅱ内核设计驱动真彩液晶显示模块,可根据材料成本、研发时间等任意选择FPGA芯片,增强了产品的可靠性和设计灵活性。

基于CPLD的线阵CCD三角测距系统设计

针对传统CCD线阵传感器进行高精度三角测距时测距范围小,而精度高、测量范围大的激光三角测距设备存在光路复杂、价格高昂等问题,设计了一种远距离、亚毫米级精度、结构尺寸适中的三角测距系统。本系统以XC2C64A-5QFG48C作为主控芯片驱动CCD线阵传感器,利用STM32F103C8T6中的A/D转换模块、DMA通道完成对CCD输出信号的同步采集以及高速传输,同时通过模拟实际测量环境和器件构建数学模型,完成对该测距系统的搭建。最后通过实验进行系统验证,结果表明,系统工作稳定,可做到600 mm到800 mm处的亚毫米级精度距离测量,在保证测量精度的同时扩展了系统的量程,可作为一种距离测量设备。