中國科學院電力電子與電氣驅動重點實驗室、中國科學院大學的研究人員胡多、任成燕、孔飛、嚴萍、邵濤，在2019年第16期《電工技術學報》上撰文指出，表面粗糙度作為反映材料表面狀態的重要參數，與材料的真空沿面閃絡特性有著密切的聯繫。為研究表面粗糙度對聚合物材料真空閃絡特性的影響規律及影響機制，採用不同目數的砂紙製備了不同表面粗糙度的聚四氟乙烯、有機玻璃和聚醯胺樣品，測量不同粗糙度樣品的表面絕緣關鍵參數，如表面形貌、表面電位、陷阱參數及二次電子發射係數；開展不同粗糙度樣品的真空沿面閃絡實驗。
對打磨前後樣品表面參數的分析結果表明：表面粗糙度對樣品表面電位及陷阱參數的影響與粗糙度範圍及材料種類有關，同時，表面粗糙度對材料的二次電子發射係數也有一定的影響。在一定範圍內提高材料表面粗糙度能夠提高材料的真空沿面耐壓，真空耐壓的提高和材料表面的電荷衰減、陷阱能級及二次電子發射特性均直接相關。實驗結果可為分析材料表面狀態對沿面絕緣的影響及材料的改性提供一定的參考。
真空中固體絕緣材料與真空交界面上的沿面放電發展成貫穿性擊穿，即沿面閃絡。沿面閃絡現象的存在使真空和聚合物材料的介電強度不能得到充分利用，並對設備的穩定運行產生威脅。
表面粗糙度對絕緣材料真空閃絡特性的影響已引起國內外研究者長期且廣泛的關注。
J. D. Smith等對不同材料的閃絡實驗結果表明：通過無序打磨增加表面粗糙度能提高有機玻璃的真空閃絡電壓，但CelconTM製備的絕緣子卻與之相反。O. Yamamoto等試驗了多種材料，最終發現增加表面粗糙度有利於提高閃絡電壓；但同期丁立健等的研究結果表明，較低表面粗糙度的氧化鋁絕緣子具有較高的真空沿面耐壓。T. Hosono等研究了不同電場分布時表面粗糙度對氧化鋁絕緣子表面帶電的影響，提出了增加表面粗糙度和優化電場可減弱表面帶電的觀點。張冠軍等研究了表面粗糙度及打磨方式對絕緣材料真空閃絡特性的影響，先後得到了可加工陶瓷真空沿面耐壓隨表面粗糙度提高而提高、不同粗糙度範圍時打磨方式對閃絡影響不同，以及氧化鋁填充環氧樹脂表面粗糙處理可抑制表面電荷積聚並提高沿面耐壓的結論。自1951年至今，關於真空閃絡的理論和實驗已有大量的研究。真空閃絡特性與材料表面眾多方面（如表面二次電子發射係數、陷阱參數、表面形貌、表面介電常數等）聯繫密切，基於這些方面也發展了許多提高真空沿面耐壓的方法，如絕緣材料表面氟化、表面等離子體處理、體摻雜、離子交換、表面刻蝕/刻槽等。但是，由於上述眾多方面對閃絡的影響可能存在一定的耦合關係，這樣使實驗結果分析複雜化，導致材料表面特性究竟如何影響閃絡過程仍未有確切的結論。
目前研究者關於表面粗糙度對材料真空閃絡特性影響的觀點不盡相同，同時表面粗糙度影響真空閃絡的機制也很少涉及；另一方面，對於現有的提高真空沿面耐壓的方法而言，在改變材料表面參數或結構的同時，表面粗糙度也難免不被改變，由此有必要針對表面粗糙度對材料真空沿面絕緣的影響開展進一步的研究。
聚合物電介質因其優良的絕緣特性和力學性能在電氣設備中得以廣泛應用，聚合物材料的真空閃絡性能和其本徵特性及表面狀態直接相關。考慮到表面粗糙度對真空閃絡的影響可能與材料種類有關，本文選用聚四氟乙烯（PTFE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚醯胺（PA6）三種材料開展研究，這三種材料代表了非極性（PTFE）、極性（PMMA/PA6）及具有不同表面能和介電常數（PA6＞PMMA＞PTFE）的電介質。
本文採用砂紙打磨的方式改變了PTFE、PMMA、PA6的表面粗糙度，測量了打磨前後絕緣試樣的表面陷阱參數及二次電子發射係數等參數，同時對打磨前後的樣品開展了真空沿面閃絡實驗，最後從二次電子發射、表面電位衰減、陷阱參數變化等方面分析了表面粗糙度對閃絡的影響。
總結
本文採用砂紙打磨的方式對幾種聚合物材料進行表面粗糙度處理，測試了不同粗糙度樣品的表面電位衰減特性、二次電子發射係數及表面形貌等參數，進行了不同粗糙度樣品的真空沿面閃絡實驗。主要結論如下。
1）打磨材料表面引起的粗糙度變化會影響材料表面的電位衰減特性和陷阱參數；對於PTFE和PMMA，隨著表面粗糙度增加，表面電位衰減速度先增加後減小，表面陷阱能級先變淺後略微變深；對於PA6，處理後材料表面的電位衰減速度減慢，陷阱能級略變深。2）打磨材料表面引起的粗糙度變化會影響材料表面的二次電子發射特性；在1μm範圍內，隨著表面粗糙度增加，PTFE的二次電子發射係數出現先增加後降低的趨勢，分界點在0.7μm附近；表面粗糙度從影響電子實際入射角度和阻礙二次電子運動方面改變材料的二次電子發射係數。3）對於PTFE，表面粗糙度增加至0.8μm以上時能提高其真空沿面耐壓；對於PMMA和PA6，粗糙度增加至0.4μm附近時能提高其沿面耐壓。1μm粗糙度範圍內，聚合物材料的真空沿面耐壓性能受其表面電荷衰減特性、陷阱能級分布和二次電子發射特性等因素共同影響；粗糙度大於0.7μm時，二次電子發射特性影響佔主導作用。致謝：本文中二次電子發射係數的測量工作是在西安交通大學翁明老師大力支持下完成的，在此表示衷心的感謝。