电压反峰对脉冲电容器寿命特性的影响

以金属化聚丙烯膜电容器电压反峰为研究对象,探讨了脉冲电流对电容器寿命的影响机制,通过对电容器在不同电压反峰系数下进行寿命测试,研究了电压反峰系数与电容器寿命之间的关系。研究结果表明:当电压反峰系数在10%~65%时,电容器寿命成指数下降。基于试验结果,通过统计分析的方法,拟合出寿命随电压反峰系数变化的经验公式,可以用来预测不同反峰系数下金属化聚丙烯膜电容器的寿命特性。     

脉冲功率应用中的金属化膜电容器寿命预测

分析了金属化膜电容器的寿命特性,根据电容器寿命Weibull分布、可靠性分析和影响因素等建立了从元件到整机的电容器寿命预测模型。通过电容器元件和整机的寿命试验,验证了该预测模型的适用性。研究结果表明:储能密度0.5kJ/L下寿命达到6万次以上;储能密度0.95kJ/L下寿命达到2万次以上;通过新技术措施改进,2.0kJ/L下寿命达到1000次以上。     

重复频率脉冲电容器寿命测试平台

通过建立脉冲重复频率寿命测试平台研究ms级脉冲放电领域的脉冲电容器的寿命特性。平台采用的输出功率为30kW重复频率充电机,其输出电压0~12kV;脉冲放电回路采用晶闸管作为开关,最高重复频率为100Hz;负载采用电阻和电感调节回路波形。通过该测试平台可以研究各个阶段的经历时间和重复频率对电容器寿命特性的影响以及重复频率工况下脉冲电容器的失效机制。     

全膜脉冲电容器电热老化分析

全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元,其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下,全膜脉冲电容器的失效多为突发失效,且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理,开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元（Brick）实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器,分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因,并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真,说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因;对电容器进行温度场分析,发现电容器温度与充放电频率成正相关,温度最高点位于电容器几何中心处附近,在充放电频率较低时,电容器温升不明显,说明在较低充放电频率下,电容器绝缘介质老化以电老化为主,而非热老化。     

偏轴圆柱形电容器的电场及其耐压能力

利用分式线性变换分析偏轴圆柱形电容器内的电场分布,通过数学软件MATLAB绘制出其电场线和等势线图,并研究其耐压能力.研究结论不仅能解决该电容器电场的计算问题,分析其内部电场分布规律,而且还可为一般的圆柱形电容器的加工制作精度提供理论依据,对提高圆柱形电容器的质量,定量计算实际生产中出现的工艺偏差具有一定的参考价值.     

金属化膜脉冲电容器寿命特性

从热处理工艺、电极结构设计及工作场强等方面对电容器寿命性能加以分析与试验研究。结果表明:金属化膜电容器热处理温度的选择需要综合考虑膜的收缩以及电极厚度;对应不同方阻,热处理温度存在一个最优值,在该值下电容器可获得最佳的自愈性能,进而达到较长的工作寿命;在不同工作场强下,需权衡电极边缘局部放电以及膜中自愈产生的容量损失比例,优化电极结构。在电极结构、热处理工艺等参数优化设计的基础上,研制出的1.0 kJ/L电容器达到10 000次的大电流充放电寿命。     

多层陶瓷电容器在脉冲条件下寿命特性的研究

 主要研究了高储能密度多层陶瓷电容器（MLC）在不同充放电频率、充电电压、充放电占空比和放电反峰系数等条件下的寿命特性，并对其失效机理进行分析。实验发现，正常情况下MLC试品的击穿需要经过局部放电通道不断发展，绝缘逐渐被破坏的过程，寿命较长，发热和试品内部的交变应力是推动局部放电通道不断发展的根本因素。充放电频率的升高使试品发热加剧，寿命缩短；充电电压和放电反峰系数的增大使发热和介质内应力加剧，可以使寿命缩短90％以上。改善散热可以有效提高试品寿命，如当充放电频率为136 Hz时，采用油浸散热比空气自然换流散热寿命延长300％。     

低电感大电流长寿命同轴型电容器

 介绍了一种应用于高功率脉冲源的低电感、高通流能力、长寿命的同轴型电容器。通过理论计算,综合考虑电容器的工作电压、电感、通流能力、与开关的连接方式等,确定了电容器的芯子结构、绝缘子结构及电极结构。通过设计实验线路,测试了电容器的电压、电感、通流能力、寿命等参数。实验结果表明：电容器电容量1.5 μF,工作电压100 kV,工作电流250 kA,峰值电流大于300 kA,电容器电感小于20 nH,储能密度205 J/L,工作寿命大于6 000次。     

平行板类电容器电容的计算

平行板电容器是一基本电容器,其电容的计算公式为：C=ε0S/d,对于极板不为平面、面积不相等的平行板类电容器电容的计算则较为复杂．本文利用微积分原理,将一个普通电容器看成无限多个微电容器（平行板电容器）的串联,然后,根据电容器串联规律进行积分,最终求出电容器的电容计算公式．此方法是一个求解电容器电容普遍适用的方法,计算结果可以直接被应用．     

电容器充放电学生分组实验的探索

高中物理新课标新增学生必做实验“观察电容器的充、放电现象”,经过了解,目前高中学校几乎不做该学生分组实验.通过分析电容器充放电实验的设计和开设该学生实验的困难,利用已有的实验器材,开发适合中学生动手实验和观察的实验方案,为提高教师课堂效率做参考,落实提升学生的物理学科核心素养.     

金属化膜脉冲电容器的可靠性评估

 为更加高效地评价自愈式高储能密度金属化膜脉冲电容器的可靠性水平,提出了一种基于步降加速退化试验的金属化膜脉冲电容器可靠性评估算法。对步降加速退化试验进行了阐述,深入探讨了可靠性评估中的关键步骤——试验数据折算过程。在此基础上,提出了基于伪失效寿命的步降加速退化可靠性评估算法和基于随机退化轨迹的步降加速退化可靠性评估算法,最后利用具体实例对该方法的有效性进行了验证。结果表明,与现有方法相比,该方法在保证评估精度的基础上,试验时间可以缩短45%。     

激波诱导双层气柱演化的偏心效应研究

实验与数值研究了平面激波诱导下双层气柱的演化规律.利用肥皂膜技术生成了3种双层气柱,通过固定内、外层气柱半径,改变内层气柱在流向方向上的位置,研究了双层气柱偏心效应对流场演化的影响.结果表明,当内层气柱向上游偏移时,外层气柱的上游界面在后期会产生朝向上游的"射流";当内层气柱向下游偏移时,下游两道界面会较早地耦合在一起...     

低磁控溅射率MCP防离子反馈膜工艺研究

为消除反馈正离子对三代微光夜视器件光阴极的有害轰击,提高微光像增强器的工作寿命,开展了低磁控溅射率法沉积微通道板（MCP）Al₂O₃防离子反馈膜的工艺研究。通过优化制备工艺,获得了制备MCP防离子反馈膜的最佳沉积条件：溅射电压1000V,溅射气压(4～5)×10^-2 Pa,沉积速率0.5nm/min等。研究结果表明：在此工艺条件下,能够制备出均匀、致密且通孔满足质量要求的MCP防离子反馈膜。如果偏离这一最佳工艺条件,制备出的MCP防离子反馈膜膜层疏松、不连续,且通孔不能满足要求。     

重复频率电容器寿命测试平台

研制了一种主要用于测试电容器在不同电压下短路放电寿命的测试平台,采用谐振充电、脉冲变压器升压和可控火花开关相结合的技术路线,可在2.5nF负载电容器上得到超过100kV的高压,短路放电采用可控火花开关,最大放电电流约7kA,最高重复频率为50Hz,输出电压和重复频率都可调节,可测试在不同电压、不同重复频率和不同工作时间下电容器的失效机制。通过计算机控制平台的运行,可自动记录工作次数,方便统计电容器寿命。     

微通道板防离子反馈膜新工艺

微通道板防离子反馈膜在三代象管中起到延长寿命的作用.本文叙述了微通道板防离子反馈膜的传统工艺和传统工艺对微通道板电性能的影响,提出了一种制备微通道板防离子反馈膜的新工艺.结果表明,新工艺没有给微通道板通道内表面带来碳污染,不影响微通道板电性能.     

Radical species generation and their lifetime extension by a femtosecond and nanosecond dual-laser system

For many material processes, desired radical species at excited states are produced which interact with a given substrate for a certain period of time allowing chemical reactions between them to occur and complete. Hence, it is important to maintain the population of the excited radical species for an extended period of time, i.e., their lifetime, which is defined as the time for emission intensity to decay to 1/e of the initial intensity. In this study, a femtosecond–nanosecond (fs–ns) dual-laser system was employed to generate desired radical species via the fs laser and, then, to extend the lifetime of the radical species by the ns laser with different time delays between the two fs–ns laser pulses. The proposed method is demonstrated for a N₂–CO₂ mixture with CN as the radical species. The results show that the lifetime of CN radical species can be significantly extended, particularly the (3, 3) spectral line which was extended from 30 to 200 ns. By using a wavelength-tunable ns laser, the lifetime of most radical species can be extended which may increase the process efficiency for many material processes.     

Distortion of spores of moss Venturiella under ultra high pressure

In our previous studies on the tolerance of living organisms such as planktons and spores of mosses to the high hydrostatic pressure of 7.5 GPa, we showed that all the samples could be borne at this high pressure. These studies have been extended to the extreme high pressure of 20 GPa by using a Kawai-type octahedral anvil press. It was found that the average diameter of the spores of Venturiella exposed to 20 GPa for 30 min was 25.5 μm, which is 16.5% smaller (40.0% smaller in volume) than that of the control group which was not exposed to high pressure. The inner organisms showed a further extent of plastic deformation. As a result, a gap appeared between the outer cover and the cytoplasm. A relationship has been obtained between the survival ratio and plastic deformation of spores of moss Venturiella caused by the application of ultra high pressure.