交联聚苯乙烯是一种热固性塑料, 具有优异的介电特性和耐高压击穿能力等特性, 在微波窗口、电子工程、****等方面具有很大的潜在应用价值, 而其在红外波段的光学特性却鲜有研究。文中用γ射线辐照聚合法制备了新型交联聚苯乙烯样品, 采用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)技术, 测量了交联聚苯乙烯和聚苯乙烯在红外波段的反射光谱, 进而利用Kramers-Kronig(K-K)关系导出了复折射率, 并对计算结果进行了误差分析。结果表明: 交联聚苯乙烯的折射率在太赫兹波段与聚苯乙烯相近, 随着频率升高迅速下降, 在中红外波段稳定在1.1~1.2之间, 远低于聚苯乙烯的折射率(1.5左右)。

对聚合物绝缘子表面微形貌的构筑方法及其对沿面闪络性能的影响进行了研究。首先以二氧化硅微球为模板，利用化学模板法在交联聚苯乙烯(CLPS)表面实现了μm级孔穴的构筑，研究了二氧化硅微球的颗粒直径及添加量对微孔参数的影响；其次，利用激光刻蚀的方法在有机玻璃(PMMA)绝缘子表面实现了百μm级三角形凹槽阵列的构筑，探索了激光工艺参数对微槽形貌和结构的影响。通过短脉冲高压测试平台对构筑了两种不同微形貌的绝缘子进行了真空沿面闪络性能测试。结果表明：沿面闪络电压均获得了显著提升，其中表面带有合适微槽的PMMA绝缘子的闪络电压相比于未处理的绝缘子提升了将近150%；与传统的表面机械加工处理方法相比，在聚合物表面实现了从μm到数百μm量级微结构的可控构筑，并使真空沿面闪络电压获得了稳定提升。

交联聚苯乙烯是一种热固性塑料，具有优异的介电特性和耐高压击穿能力等特性。采用基于太赫兹波空气电离相干探测法(THz-ABCD)的太赫兹时域光谱系统，测量了交联聚苯乙烯和聚苯乙烯样品在太赫兹的光谱特性，得到了其在2~13 THz频段的吸收系数、折射率等光学参数。研究结果表明：交联聚苯乙烯和聚苯乙烯的吸收谱形状相似，在6.6，9.8和12.25 THz等处存在多个吸收峰，但是交联聚苯乙烯的吸收系数在12 THz以下高于聚苯乙烯，在12 THz以上低于聚苯乙烯；交联聚苯乙烯的折射率高于聚苯乙烯，聚苯乙烯的折射率在1.58~1.59之间，交联聚苯乙烯的折射率在1.59~1.62之间。

在对神龙二号加速器绝缘环进行耐压考核时发现, 感应腔中的绝缘支撑部件交联聚苯乙烯绝缘环在猝发多脉冲高压加载下出现的真空沿面闪络现象存在两种类型: 阴极始发的闪络击穿和阳极始发的闪络击穿。通过计算绝缘环的沿面电场分布、对比击穿电压波形与绝缘环表面闪络放电烧蚀痕迹, 结合小绝缘子样品实验结果对以上沿面击穿现象的机理进行了分析, 认为可能是绝缘环端面与电极面的配合问题引起了加速段与注入器绝缘环击穿现象的差异。

绝缘体表面结构和微观形貌对提高器件真空闪络特性有重要影响。首次提出了表面具有均匀分布纳米级空穴聚合物绝缘子的化学制备方法。通过本体聚合制备纳米级二氧化硅颗粒均匀分布的交联聚苯乙烯复合材料, 机械加工成聚合物绝缘子后, 采用氢氟酸化学腐蚀的方法将绝缘子表面氧化物颗粒去除。采用透射电子显微镜、表面电阻率和短脉冲高压测试平台分别对处理前后绝缘子的表面形貌和绝缘等性能进行了表征, 结果表明: 处理后的交联聚苯乙烯复合材料绝缘子的表面形成了20~50 nm直径的空穴, 空穴的大小和数量分布分别由二氧化硅颗粒的粒径和加入量控制。这种具有特殊表面结构的新型绝缘子的沿面闪络电压较纯交联聚苯乙烯绝缘子提高了15%~20%, 并保持了较好的力学及加工性能。研究方法和实验结果对聚合物绝缘子的表面结构设计及高性能绝缘子的研制提供了一种新的途径。

交联聚苯乙烯具有优异的电气性能、力学性能和可加工性能，已作为高压绝缘材料得到了重要应用。随着脉冲功率技术向小型化方向发展，对交联聚苯乙烯真空沿面闪络性能提出了更高要求。以苯乙烯为单体，二乙烯基苯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，采用超声波分散技术将不同质量分数的云母均匀分散于溶液体系中，通过原位自由基聚合制备出云母/交联聚苯乙烯复合材料。采用红外光谱、电子扫描显微镜等对材料组成和形貌进行了表征，采用短脉冲高压测试平台研究了云母对交联聚苯乙烯真空沿面闪络性能的影响。结果表明，当云母质量分数低于5%时，复合材料中云母为均匀分散状态，随着掺杂量进一步提升，出现了明显的团聚现象；当云母质量分数为3.5%~5%之间时，真空沿面闪络击穿电压和耐电寿命较交联聚苯乙烯得到了明显提升。

绝缘体真空沿面闪络成为制约脉冲功率技术高电压、大电流和小型化发展应用的主要因素之一。在PTS装置的真空环境中，绝缘材料在受到软X射线辐照的情况下，其绝缘性能受到很大影响。因此为了提高PTS中交联聚苯乙烯的绝缘性能，同时更深刻地认识沿面闪络的机理，通过研究软X射线对于交联聚苯乙烯的辐照作用，观测到了不同辐照次数对于沿面闪络性能的影响。实验表明：未受到辐照的样品其真空沿面闪络性能高于软X射线辐照过的样品，而受14次钨丝阵辐照的样品其真空沿面闪络性能略高于受2次铝丝阵辐照的样品。同时，从软X射线对于绝缘体表面的辐照机理很好地解释了这种实验现象。