C 4 F 7 N/N 2 混合气体的分解机理研究

发布时间：2022-01-17 02:58

　　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、C₃F

【文章来源】：高压电器. 2020,56(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

C4F7N/N2系统的构造

由于气体介质的绝缘性能本质上是受分子的微观结构特性所决定的，因此对C4F7N分子结构特性的分析能够从一定层面上揭示其分解机理。基于DFT理论计算得到的C4F7N分子的分子结构，见图6。C4F7N分子中各化学键的键级见图7。C4F7N分子中的碳氮键键长最短，为1.165?；C1-C2和C2-C3键键长最长，为1.569?。键级用于描述化学键的相对强度，其值越大表明键合原子间的相互作用越强，化学键越稳定[20]。C4F7N分子中C1-C2和C2-C3键键级值为0.926，是所有化学键中最小的，因此在电子等粒子的碰撞或高温条件下，上述化学键发生断裂产生CF3等粒子的概率较大，与ReaxFF-MD的模拟结果相吻合。如2 000 K条件下，C4F7N分解最先产生的粒子是CF3、CF、CN和F；较高温度下，C4F7N分解产生了C3F7、C4NF6等粒子。其中C3F7是C4F7N分子结构中C2-C4原子间的化学键断裂产生，C4NF6则由C2-F原子间的化学键断裂形成。图5 不同温度下主要分解产物的含量峰值

不同温度下主要分解产物的含量峰值

【参考文献】：
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本文编号：3593913