CN103834052A - 等离子体处理绝缘材料提高真空沿面耐压性能的方法 - Google Patents

Abstract

一种等离子体处理绝缘材料提高真空沿面耐压性能的方法，所述的方法利用金属电极在脉冲电源激励下放电产生低温等离子体，在有机玻璃表面形成憎水表面结构；改变有机玻璃绝缘材料表面的粗糙度和表面能，通过表面改性降低二次电子发射系数，从而提高有机玻璃在真空条件下的沿面耐压性能。

Description

等离子体处理绝缘材料提高真空沿面耐压性能的方法

技术领域

本发明涉及一种提高绝缘材料真空沿面闪络电压的方法。

背景技术

电力设备中，绝缘支撑体将导电体相互连接，起到电气绝缘和机械固定的作用，虽然该绝缘介质有着很高的体击穿强度，但在真空与绝缘介质的真空-固体交界面上存在着沿面放电现象，当电压升高到一定程度使放电发展成贯穿性的击穿，称为沿面闪络。这使得引入绝缘支撑体后的真空设备的耐压能力大大降低，影响设备正常运行，并且可能由于耐压失败而造成经济损失。

对绝缘材料表面进行改性的物理方法，包括表面研磨，热处理，表面涂覆等。中科院化学所的江雷研究员（Angewandte Chemie International Edition,2002,41(7):1221-1223）曾使用微米纳米级的多孔材料作为基板，采用加热或挤压的方式将材料表面印制出同样的多孔结构。化学方法包括气相沉积法，电化学法，粒子填充法等。日本的Fujishima（Langmuir,2004,20:6065-6067）曾采用电化学腐蚀再修饰氟硅化合物的方法处理材料表面，大幅提高了材料表面的粗糙度。这些物理化学方法存在一些缺点，例如化学溶液腐蚀会改变材料基体性质，加热挤压不适用于易形变或不耐热的材料等。

在一定的气体空间中施加电场产生放电，可以简单有效地产生低温非平衡等离子体。其中使用工频、高频高压和纳秒脉冲电源等激励介质阻挡放电（DBD）在大气压下产生等离子体，或者采用开有通孔的管状设备，放电产生的等离子体由喷嘴处向外发展成射流形式（JET），在一定的媒介作用下对聚合物材料表面进行改性，在作用过程中仅涉及表面的几至几百纳米，改善材料表面性能的同时又不影响整体的物理化学特性。且放电产生等离子体这种干式工艺步骤简洁，又具有环保效应。西安交通大学的方志（Journal of Physics D:AppliedPhysics,2004,37:2261-2266）和浙江大学的王长全（浙江大学博士学位论文,2006）通过这种等离子体处理的方法，对玻璃表面进行改性并获得了一定的结果。中南大学的高松华（中南大学博士学位论文,2008）使用四氟化碳作为媒介放电产生等离子体来处理硅橡胶。英国的Borcia（Applied Surface Science,2002,189:31-38）在氟和氯的混合气体中放电产生等离子体，对几种聚合物薄膜表面进行改性。这些研究均证明了等离子体表面处理的可行性。

发明内容

本发明的目的是克服电化学等方法处理材料表面时影响材料基体物理化学性质和不够节能环保的缺点，提出一种提高绝缘材料表面耐压性能的方法。

本发明利用金属电极在脉冲电源激励下放电产生等离子体，在有机玻璃表面形成憎水表面结构；等离子体中高能粒子的刻蚀作用和等离子体中的活性离子在绝缘材料表面发生的聚合和接枝作用，提高绝缘材料表面的粗糙度，改变了绝缘材料表面的分子结构，降低了材料表面能，降低了材料的二次电子发射系数，从而提高了绝缘材料在真空条件下的沿面耐压性能。

绝缘材料表面的粗糙度和表面能影响着真空沿面闪络过程。材料表面的水接触角可以用来表征材料表面的粗糙度和表面能。当材料表面水接触角θ<90°时称为亲水表面，当90°<θ<180°时称为憎水表面。

本发明使用等离子体改性方法制成材料的憎水表面，一方面利用脉冲放电方式在含硅（二甲基硅油）或含氟（CF₄）的媒介中产生含有高活性离子的等离子体，打破原有化学键，将硅或氟修饰到材料表面，降低材料表面能；另一方面利用等离子体中的高能粒子对材料表面进行刻蚀，增加表面粗糙度。二次电子发射是沿面闪络发展过程中电子倍增的关键因素，通过表面改性可以降低材料的二次电子发射系数，有效提高材料的沿面闪络电压。

本发明采用简易的金属电极，在脉冲电源激励下，金属电极放电产生等离子体，在有机玻璃表面形成憎水表面结构。采用本发明方法处理后的有机玻璃材料，其水接触角可由原始的68°提高至104°。不同改性结果下材料的表面耐压性能均有提高，其中改性后表面水接触角达到82°的材料的真空沿面闪络电压可提高12.5%～14.5%，水接触角达到92°的材料的真空沿面闪络电压可提高15.9%～27.4%，水接触角达到99°的材料的真空沿面闪络电压可提高17.8%～30.8%，水接触角达到104°的材料的真空沿面闪络电压可提高21.2%～34.2%。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤1：清洗有机玻璃材料，测量材料表面的原始水接触角；

选取一块规格为50×50×2mm的有机玻璃作为待处理的绝缘材料。将作为待处理绝缘材料的有机玻璃顺序置于去离子水、酒精、超声波清洗仪和去离子水中清洗，去除其表面杂质，然后放置干燥箱中烘干。在清洗后的有机玻璃表面滴2μL去离子水液滴，使用承德生产的JGW-360a型光学显微镜，结合水接触角测量软件测量水液滴与所述有机玻璃表面的接触角度，测量八次，取算术平均值。

步骤2：根据采用的表面改性的处理方法选用放电电极和激励电源；

1、可选用介质阻挡放电方式或等离子体射流放电方式对对有机玻璃进行表面改性处理。介质阻挡放电方式采用介质阻挡电极，等离子体射流放电方式采用等离子体射流电极。其中：

（1）介质阻挡电极主体为两块铝制电极，分别为施加电压电极和接地电极；选取两块规格为100×100×2mm的有机玻璃作为介质阻挡电极中的介质阻挡层。将两块有机玻璃分别依次置于去离子水、酒精、超声波清洗仪和去离子水中清洗，去除其表面杂质，并放置于干燥箱中烘干；然后将两块有机玻璃分别接触施加电压电极和接地电极并固定；施加电压电极和接地电极相对布置于玻璃真空腔内，施加电压电极固定在玻璃真空腔内的顶部，并通过导线将施加电压电极引出用于连接脉冲电源，接地电极固定在玻璃真空腔内的底部，通过导线引出用于接地。玻璃真空腔顶部配有进气口，底部配有排气口并外接真空泵。

（2）等离子体射流电极由同轴布置的玻璃管和针状电极组成。玻璃管的一端塞有中央开孔的皮塞，针状电极穿过皮塞中央小孔，与玻璃管同轴布置；针状电极为施加电压电极，一端伸出带孔皮塞约1cm，针状电极的另一端距离与皮塞相对的玻璃管口3–4cm；玻璃管腹部靠近皮塞一端设有进气口，形成T型结构。

2、选取放电激励电源；

放电激励电源选用纳秒脉冲电源或微秒脉冲电源皆可，其中微秒脉冲电源的功率比纳秒脉冲电源大，施加较低的电压即可产生放电，但同时由于其功率较高，容易灼伤材料表面；纳秒脉冲电源功率相对较小，施加较高的电压才能产生放电，但能够很好的保护材料不受破坏。放电激励电源选定后，将放电激励电源的高压输出端与选用放电电极的施加电压电极相连接，将放电激励电源接地端接地。纳秒脉冲电源输出波形为单极性类三角波脉冲，脉宽约100ns，上升沿约70ns，通过控制输入电压的大小可以控制激励电源输出0～40kV的脉冲电压，频率由外部触发器控制可在0～1000Hz内调节，工作参数为电压峰值35～40kV，频率250～1000Hz；微秒脉冲电源脉冲上升沿为1μs，脉宽2μs，工作电压在0～35kV连续可调，频率为1～10kHz。工作参数为电压峰值10～25kV，频率3000～5000Hz。利用介质阻挡放电方式处理有机玻璃时，应该以能够保证介质阻挡放电均匀发生为原则，选择合适的电源参数。利用等离子体射流放电方式处理有机玻璃时，应该以能够保证等离子体射流稳定地喷出玻璃管口为原则选择合适的电源参数。

步骤3：选择处理媒介进行材料表面改性处理；

改性处理的媒介选取二甲基硅油或四氟化碳（CF₄）。

（1）选用介质阻挡放电方式处理有机玻璃时，若采用二甲基硅油作为处理媒介，则无需对玻璃真空腔抽气。首先在经步骤1清洗的作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面均匀涂覆一层二甲基硅油；然后将作为待处理绝缘材料的有机玻璃置于介质阻挡电极接地电极的有机玻璃上，直接在大气压空气条件下利用选定的电源激励介质阻挡放电，对作为待处理绝缘材料的有机玻璃进行改性处理。若采用四氟化碳作为处理媒介，首先将经步骤1清洗的作为待处理绝缘材料的有机玻璃置于介质阻挡电极接地电极的有机玻璃上；然后利用真空泵抽取玻璃真空腔内的空气，当真空度达到10^-3Pa量级后，按照Ar流量4L/min，CF₄流量0.4L/min的比例通过玻璃真空腔底部进气口向玻璃真空腔内通入气体直至大气压；利用选定的电源激励介质阻挡放电，对放置在接地电极有机玻璃上的作为待处理绝缘材料的有机玻璃进行改性处理。

（2）选用等离子体射流放电方式处理有机玻璃时，若采用二甲基硅油作为处理媒介，需要首先在经步骤1中清洗后的作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面均匀涂覆一层二甲基硅油；然后通过玻璃管腹部的进气口向玻璃管中通入He气，在材料处理过程中保持He气流量为4L/min直到处理结束；利用产生的等离子体射流处理该作为待处理绝缘材料的有机玻璃。若采用四氟化碳作为处理媒介，则在材料处理过程中始终保持通过进气口向玻璃管中通入Ar流量4L/min，CF₄流量0.3L/min，O₂流量0.2L/min的气体；利用产生的等离子体射流，直接对步骤1中清洗后作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面进行改性处理。

步骤4：后期处理

（1）若选择二甲基硅油作为处理媒介，将改性后的有机玻璃取出后，需在酒精和去离子水中进行清洗，去除材料表面的二甲基硅油。

（2）若选择四氟化碳作为处理媒介，将改性后的有机玻璃取出，在去离子水中浸泡一段时间后取出，用以去除附着在材料表面的含氟亲水基团，提高材料表面粗糙度，提升改性材料表面的憎水特性。

对处理前和处理后的作为待处理绝缘材料的有机玻璃进行表面水接触角测试，表征有机玻璃的沿面耐压性能，并进行真空沿面闪络测试，验证改性效果。真空沿面闪络测试使用真空沿面闪络测试系统，真空沿面闪络测试系统用来测量真空环境下材料的沿面闪络电压，验证改性后的有机玻璃的沿面耐压性能。该系统由主腔体（放电室）、功能腔体（通过辅助腔接口与主腔体连接）、测控接口组成。主体腔抽真空30分钟可到5.0×10^-5Pa。电极采用黄铜制作，通过夹持的方式固定样品，放电端与材料表面紧密接触，放电间隙可调。

附图说明

图1处理工艺流程图；

图2等离子体射流放电（JET）处理装置示意图；

图3介质阻挡放电（DBD）处理装置示意图；

图4真空沿面闪络电极装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

本发明方法流程如图1所示。第一步清洗有机玻璃；第二步根据采用的表面改性的处理方法选用放电电极、激励电源和处理媒介，若选用四氟化碳的介质阻挡放电处理方式，则需要对玻璃真空腔进行抽真空；第三步根据所选择的处理方式对材料表面进行改性处理；第四步选用不同方式的后期处理步骤，若采用二甲基硅油作为处理媒介，则需要清除表面硅油，若采用四氟化碳作为处理媒介，则需要在清水中浸泡一段时间来提高改性效果。可利用真空沿面闪络实验验证改性后材料的表面耐压性能。

实施例一

1、将作为待处理绝缘材料的有机玻璃顺序置于去离子水、酒精、超声波清洗仪、去离子水中清洗，去除其表面杂质，然后放置于干燥箱中烘干。将烘干后的有机玻璃置于JGW-360a型光学显微镜载物台上，并在其表面滴2μL去离子水液滴。利用水接触角测量软件获取显微镜下去离子水液滴的影像，并结合软件的水接触角测量功能获得该水液滴与有机玻璃表面的接触角度。利用吸水纸将去离子水液滴擦干，再次在有机玻璃表面滴2μL去离子水液滴并重新测量该有机玻璃的表面水接触角，多次测量结果取表面水接触角的算术平均值为68°。

2、在经步骤1清洗后的有机玻璃表面均匀涂覆一层厚度不超过0.1mm二甲基硅油。使用如图2所示的等离子体射流放电处理装置对该有机玻璃进行改性处理。玻璃管1塞有中央开孔的皮塞3，针状电极4穿过皮塞3中央小孔与玻璃管1同轴布置。针状电极4伸出带孔皮塞3约1cm作为施加电压电极，针状电极4另一端距离产生等离子体5的玻璃管口3–4cm。其中玻璃管1腹部设有进气口6，形成T型结构。放电激励电源2为纳秒脉冲电源，输出的纳秒脉冲电压峰值35kV，频率1000Hz，施加在针状电极4上，工作气体He通过进气口6通入，气体流量为4L/min。将针状电极4放电产生的等离子体5喷涂到作为待处理绝缘材料的有机玻璃7表面上进行处理，处理时间60s。

3、将改性处理后的有机玻璃依次在酒精、去离子水中进行清洗，彻底去除表面残留的二甲基硅油。将改性处理后的有机玻璃置于JGW-360a型光学显微镜载物台上，并在该块有机玻璃表面滴2μL去离子水液滴。利用水接触角测量软件测量该有机玻璃的表面水接触角。多次测量有机玻璃表面水接触角并取算数平均值为99°。

4、对改性后的有机玻璃进行真空沿面闪络实验，所用电极如图3所示，黄铜电极9接脉冲电源8，电极10接地，两颗聚四氟乙烯螺钉11固定作为待处理绝缘材料的有机玻璃12，使其下表面与电极10紧密接触，沿面放电13发生在电极10与有机玻璃12的接触表面。将该电极10置于真空沿面闪络实验系统的真空腔中，保持真空腔的真空度在10-5Pa量级。利用微秒脉冲电源作为激励，在单脉冲条件下测试材料的沿面闪络电压。当电极9和电极10的间隙为1.5mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由11.7kV提高到15.3kV，提高幅度为30.8%；当电极9和电极10的间隙为3.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由17.4kV提高到20.9kV，提高幅度为20.1%；当电极9和电极10的间隙为5.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由20.8kV提高到24.5kV，提高幅度为17.8%。

实施例二

1、将作为待处理绝缘材料的有机玻璃按同实施例一步骤1的方法清洗并烘干，使用与实施例一的步骤1相同的方法多次测量烘干后的有机玻璃表面的水接触角，取平均值为68°。

2、使用如图2所示的等离子体射流放电处理装置对所述的有机玻璃表面进行改性处理，放电激励电源2采用微秒脉冲电源，电压峰值10kV，频率3kHz。工作气体4采用Ar流量4L/min，CF₄流量0.3L/min，O₂流量0.2L/min。利用放电产生的等离子体5在待处理绝缘材料的有机玻璃表面进行改性处理，处理时间为300s。

3、将处理后的有机玻璃浸泡在去离子水中6小时后取出并烘干，多次测量改性后有机玻璃表面的水接触角，取算数平均值为82°。

4、利用真空沿面闪络电压测量系统对改性后的有机玻璃进行真空沿面闪络实验，利用微秒脉冲电源作为放电激励电源，在单脉冲条件下测试材料的沿面闪络电压。当电极9和电极10的间隙为1.5mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由11.7kV提高到13.4kV，提高幅度为14.5%；当电极9和电极10的间隙为3.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由17.4kV提高到19.8kV，提高幅度为13.8%；当电极9和电极10的间隙为5.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由20.8kV提高到23.4kV，提高幅度为12.5%。

实施例三

1、将作为待处理绝缘材料的有机玻璃按照与实施例一步骤1相同的方法清洗并烘干，使用实施例一步骤1的方法多次测量烘干后的有机玻璃表面的水接触角，取平均值为68°。

2、使用如图4所示介质阻挡放电装置对所述的有机玻璃进行改性。介质阻挡放电装置的铝制施加电压电极14连接电压16，接地电极15通过线路17接地，介质阻挡层18采用有机玻璃板。作为待处理材料的有机玻璃19表面均匀涂抹一层厚度不超过0.1mm的二甲基硅油，放置在固定于接地电极15上的介质阻挡层18上。施加电压电极14固定在玻璃真空腔24内的顶部并通过导线与脉冲电源16相连，接地电极15固定在玻璃真空腔24内的底部，与施加电压电极相对布置。

3、将纳秒脉冲电源接铝制电极14，纳秒脉冲电源电压幅值40kV，重复频率250Hz，在大气压空气中放电产生等离子体20，设置介质阻挡层之间的放电间隙距离为2mm，处理时间300s。

4、将处理后的有机玻璃依次在酒精、去离子水中进行清洗，彻底去除表面残留的二甲基硅油。使用与实施例一相同的方法多次测量改性后有机玻璃表面的水接触角，取算数平均值为92°。

5、采用真空沿面闪络电压测量系统，利用微秒脉冲电源作为激励，在单脉冲条件下测试材料的沿面闪络电压。当电极9和电极10的间隙为1.5mm时，改性后的有机玻璃的真空沿面闪络电压由11.7kV提高到14.9kV，提高幅度为27.4%；当电极9和电极10的间隙为3.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由17.4kV提高到20.6kV，提高幅度为18.4%；当电极9和电极10的间隙为5.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由20.8kV提高到24.1kV，提高幅度为15.9%。

实施例四

1、将作为待处理绝缘材料的有机玻璃按实施例一步骤1的方法清洗并烘干，使用与实施例一步骤1相同的方法多次测量烘干后的有机玻璃表面的水接触角，取平均值为68°。

2、使用如图4所示与实施例三相同的介质阻挡放电装置对作为待处理绝缘材料的有机玻璃进行改性处理。开启真空泵21抽玻璃真空腔24内空气，由真空计22观测真空值。当玻璃真空腔24中的真空度小于10^-3Pa量级后，按照Ar流量4L/min，CF₄流量0.4L/min的比例从进气口23向玻璃真空腔24通入混合气体至大气压。

3、将微秒脉冲电源连接施加电压电极14，微秒脉冲电源的电压幅值25kV，脉冲频率为5000Hz，利用放电产生等离子体20处理所述的有机玻璃，处理时间10s。使用与实施例步骤1相同的方法多次测量改性后的有机玻璃表面的水接触角，取其算数平均值为104°。

4、利用与实施例一相同的真空沿面闪络电压测量系统对改性后的所述的有机玻璃进行真空沿面闪络实验，利用微秒脉冲电源作为放电激励电源，在单脉冲条件下测试材料的沿面闪络电压。当电极9和电极10的间隙为1.5mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由11.7kV提高到15.7kV，提高幅度为34.2%；当电极9和电极10的间隙为3.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由17.4kV提高到21.6kV，提高幅度为24.1%；当电极9和电极10的间隙为5.0mm时，改性后有机玻璃的真空沿面闪络电压由20.8kV提高到25.2kV，提高幅度为21.2%。

Claims (2)

1.一种等离子体处理绝缘材料提高真空沿面耐压性能的方法，其特征在于，所述的方法利用金属电极在脉冲电源激励下放电产生等离子体，在有机玻璃表面形成憎水表面结构；通过等离子体中高能粒子的刻蚀作用和等离子体中的活性离子在绝缘材料表面发生的聚合和接枝作用，提高了绝缘材料表面的粗糙度，改变了绝缘材料表面的分子结构，降低了材料表面能，降低了材料的二次电子发射系数，从而提高了绝缘材料在真空条件下的沿面耐压性能。

2.按照权利要求1所述的等离子体处理绝缘材料提高真空沿面耐压性能的方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

步骤1：清洗有机玻璃材料，测量材料表面的原始水接触角；

选取一块50×50×2mm规格的有机玻璃作为待处理的绝缘材料；将作为待处理绝缘材料的有机玻璃顺序置于去离子水、酒精、超声波清洗仪和去离子水中清洗，去除其表面杂质，然后放置于干燥箱中烘干；在清洗后的有机玻璃表面滴2μL去离子水液滴，测量水液滴与作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面的接触角度，测量八次，取其算术平均值；

步骤2：根据采用的表面改性的处理方法选用放电电极和激励电源；选择对有机玻璃进行表面改性处理的装置；

1）、对有机玻璃进行表面改性处理的装置为介质阻挡电极或等离子体射流电极；介质阻挡放电方式采用介质阻挡电极，等离子体射流放电方式采用等离子体射流电极；

（1）所述的介质阻挡电极主体为两块铝制电极，分别为施加电压电极和接地电极；选取两块100×100×2mm规格的有机玻璃作为介质阻挡电极中的介质阻挡层；将两块有机玻璃分别依次置于去离子水、酒精、超声波清洗仪和去离子水中清洗，去除其表面杂质，并放置于干燥箱中烘干；然后将两块有机玻璃分别接触施加电压电极和接地电极并固定；施加电压电极与接地电极相对布置于玻璃真空腔内，施加电压电极固定在玻璃真空腔内的顶部，通过导线将施加电压电极引出用于连接脉冲电源，接地电极固定在玻璃真空腔内的底部，通过导线引出用于接地；玻璃真空腔顶部配有进气口，底部配有排气口并外接真空泵；

（2）所述的等离子体射流电极由同轴布置的玻璃管和针状电极组成，玻璃管的一端塞有中央开孔的皮塞，针状电极穿过中央小孔与玻璃管同轴布置；针状电极为施加电压电极，其一端伸出带孔皮塞约1cm，针状电极的另一端距离与皮塞相对的玻璃管口3–4cm；玻璃管腹部靠近皮塞的一端设有进气口，形成T型结构；

2）、选取放电激励电源；

放电激励电源选用纳秒脉冲电源或微秒脉冲电源；激励电源选定后，将电源高压输出端与所选用的放电电极的施加电压电极相连接，将电源接地端接地；纳秒脉冲电源输出波形为单极性类三角波脉冲，脉宽约100ns，上升沿约70ns，通过控制输入电压的大小控制激励电源输出0～40kV的脉冲电压，频率由外部触发器控制，在0～1000Hz内调节；纳秒脉冲电源的工作参数为电压峰值35～40kV，频率250～1000Hz；微秒脉冲电源脉冲上升沿为1μs，脉宽2μs，工作电压在0～35kV连续可调，频率为1～10kHz；微秒脉冲电源的工作参数为电压峰值10～25kV，频率3000～5000Hz；利用介质阻挡放电方式处理有机玻璃时，以能够保证介质阻挡放电均匀发生为原则选择电源参数；利用等离子体射流放电方式处理有机玻璃时，以能够保证等离子体射流稳定地喷出玻璃管口为原则选择电源参数；

步骤3：选择处理媒介进行材料表面改性处理；

改性处理的媒介选取二甲基硅油或四氟化碳（CF₄）；

（1）选用介质阻挡放电方式处理有机玻璃时，若采用二甲基硅油作为处理媒介，则无需对玻璃真空腔抽气；首先在经步骤1清洗的作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面均匀涂覆一层二甲基硅油；然后将作为待处理绝缘材料的有机玻璃置于介质阻挡电极接地电极的有机玻璃上，直接在大气压空气条件下对作为待处理绝缘材料的有机玻璃进行改性处理；若采用四氟化碳作为处理媒介，首先将经步骤1清洗的作为待处理绝缘材料的有机玻璃置于介质阻挡电极接地电极的有机玻璃上；然后利用真空泵抽取玻璃真空腔内的空气，当真空度达到10^-3Pa量级后，按照Ar流量4L/min，CF₄流量0.4L/min的比例通过玻璃真空腔底部的进气口向玻璃真空腔内通入气体直至大气压；利用选定的电源激励介质阻挡放电，对放置在接地电极有机玻璃上的作为待处理绝缘材料的有机玻璃进行改性处理；

（2）选用等离子体射流放电方式处理有机玻璃时，若采用二甲基硅油作为处理媒介，首先在经步骤1中清洗后的作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面均匀涂覆一层二甲基硅油；然后通过玻璃管腹部的进气口向玻璃管中通入He气，在材料处理过程中保持气体流量为4L/min，直到处理过程结束；利用产生的等离子体射流处理该块作为待处理绝缘材料的有机玻璃；若采用四氟化碳作为处理媒介，则在材料处理过程中始终保持通过所述的进气口向玻璃管中通入Ar流量4L/min，CF₄流量0.3L/min，O₂流量0.2L/min的气体；利用产生的等离子体射流，直接对经步骤1清洗后作为待处理绝缘材料的有机玻璃表面进行改性处理；

步骤4：后期处理；

（1）若选择二甲基硅油作为处理媒介，将改性后的有机玻璃取出后，在酒精和去离子水中进行清洗，去除有机玻璃表面的二甲基硅油；

（2）若选择四氟化碳作为处理媒介，将改性后的有机玻璃取出，在去离子水中浸泡一段时间后取出。

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