等离子喷涂Al₂O₃涂层的电击穿机理

郭瑞¹，梁波¹，赵晓兵²，杨英春¹，季珩³，郑学斌³

1. 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室2. 常州大学材料科学与工程学院3. 中国科学院上海硅酸盐所

摘 要：采用大气等离子喷涂技术在铜基体上沉积了Al2O3涂层。采用XRD和SEM对涂层微观结构进行了表征。通过探讨孔隙率和吸潮行为对绝缘性能的影响,分析了等离子喷涂Al2O3涂层结构与电绝缘失效机理的关系。结果表明:等离子喷涂Al2O3涂层较致密,界面结合较好。随涂层厚度不同其孔隙率在5%~7%范围变化。等离子喷涂Al2O3涂层结构中的孔洞是电绝缘失效的主要部位且呈典型电晕击穿形貌。电晕击穿诱发的裂纹沿击穿方向扩展形成击穿隧道。击穿方向与电极极性无关而由击穿孔洞位置决定。涂层厚度与涂层击穿强度呈现倒数关系。吸潮会诱发导电通路形成降低Al2O3涂层抗击穿能力。

关键词：等离子喷涂;Al2O3涂层;电击穿;