一种环保气体与固体材料相容性的评价方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种环保气体与固体材料相容性的评价方法，本发明专利技术通过对环保气体和固体材料进行热相容性实验，得到实验后的气体样品和固体样品；检测所述气体样品的气体组分来确定所述环保气体的分解程度，以作为第一评价结果；检测所述固体样品的表面特征参数来确定所述固体材料的腐蚀程度，以作为第二评价结果；分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，并根据所述吸附解离情况，确定第三评价结果；通过所述第一评价结果、所述第二评价结果和所述第三评价结果判断所述环保气体与所述固体材料是否相容，能够对环保气体与固体材料的相容性进行系统地评价，提高相容性判断的准确度。断的准确度。断的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种环保气体与固体材料相容性的评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及材料相容性评价
，特别是涉及一种环保气体与固体材料相容性的评价方法及系统。

技术介绍

[0002]由于传统的气体绝缘介质SF6具有极强的温室效应，因此，作为替代SF6的新型环保绝缘气体C4F7N、C5F
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O凭借其优异的绝缘性能和灭弧性能而备受关注。为了保障电力设备的长期安全运行，在关注环保气体的电气特性的同时，还应该关注C4F7N和C5F
10
O环保气体与电力设备中所采用材料的相容性。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的是提供一种环保气体与固体材料相容性的评价方法和系统，能够对环保气体与固体材料的相容性进行系统地评价，提高相容性判断的准确度。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种环保气体与固体材料相容性的评价方法，包括：
[0005]对环保气体和固体材料进行热相容性实验，得到实验后的气体样品和固体样品；
[0006]检测所述气体样品的气体组分，并将所述气体样品的气体组分与所述环保气体的气体组分进行比较，确定所述环保气体的分解程度，以作为第一评价结果；
[0007]检测所述固体样品的表面特征参数，并将所述固体样品的表面特征参数与所述固体材料的表面特征参数进行比较，确定所述固体材料的腐蚀程度，以作为第二评价结果；其中，所述表面特征参数包括以下中的至少一种：表面形貌、元素组成、化学状态、分子结构、官能团和化学键；
[0008]分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，并根据所述吸附解离情况，确定第三评价结果；
[0009]通过所述第一评价结果、所述第二评价结果和所述第三评价结果判断所述环保气体与所述固体材料是否相容。
[0010]作为上述方案的改进，所述检测所述气体样品的气体组分，具体为：
[0011]通过气相色谱质谱联用仪检测所述气体样品的气体组分。
[0012]作为上述方案的改进，所述检测所述固体样品的表面特征参数，具体为：
[0013]通过扫描电子显微镜检测所述固体样品的表面形貌；
[0014]通过X射线光电子能谱分析检测所述固体样品的元素组成和化学状态。
[0015]作为上述方案的改进，所述检测所述固体样品的表面特征参数，具体为：
[0016]通过傅里叶红外光谱检测所述固体样品的分子结构、官能团与化学键。
[0017]作为上述方案的改进，所述分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，并根据所述吸附解离情况，确定第三评价结果，具体包括：
[0018]构建所述环保气体与所述固体的气固体系吸附模型，通过计算所述气固体系吸附
模型的吸附能和电子转移数，判断所述气固体系吸附模型的吸附结构；
[0019]当判断到所述吸附结构为物理吸附结构时，确定第三评价结果为相容性良好；
[0020]当判断到所述吸附结构为化学吸附结构时，构建所述环保气体在所述固体材料表面的N个解离路径，通过对N个所述解离路径的能量进行比较，得到第一解离路径；其中，N是大于1的自然数；
[0021]获取所述第一解离路径的活化能；
[0022]根据所述第一解离路径的活化能和活化能阈值之间的大小关系，确定所述第三评价结果。
[0023]作为上述方案的改进，所述根据所述第一解离路径的活化能和活化能阈值之间的大小关系，确定所述第三评价结果，具体包括：
[0024]若所述第一解离路径的活化能大于或等于所述活化能阈值，则确定第三评价结果为相容性良好；
[0025]若所述第一解离路径的活化能小于所述活化能阈值，则确定所述第三评价结果为相容性差。
[0026]作为上述方案的改进，所述构建所述环保气体与所述固体的气固体系吸附模型，具体包括：
[0027]根据所述环保气体的分子结构，在所述固体材料表面选取吸附位，构建初始吸附模型；
[0028]对所述初始吸附模型进行模型优化，得到所述气固体系吸附模型。
[0029]作为上述方案的改进，所述通过计算所述气固体系吸附模型的吸附能和电子转移数，判断所述气固体系吸附模型的吸附结构，具体包括：
[0030]计算所述气固体系吸附模型的吸附能和电子转移数；
[0031]当所述吸附能大于或等于第一阈值且所述电子转移数大于或等于第二阈值时，确定所述气固体系吸附模型为化学吸附结构；
[0032]当所述吸附能小于第一阈值且所述电子转移数小于第二阈值时，确定所述气固体系吸附模型为物理吸附结构。
[0033]作为上述方案的改进，所述第一阈值为0.8电子伏特，所述第二阈值为0.2电子伏特。
[0034]为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了一种环保气体与固体材料相容性的评价系统，包括：
[0035]热相容性实验装置，用于对环保气体和固体材料进行热相容性实验，得到实验后的气体样品和固体样品；还用于检测所述气体样品的气体组分并发送至终端设备；
[0036]固体检测装置，用于检测所述固体样品的表面特征参数并发送至所述终端设备；
[0037]所述终端设备，用于：
[0038]将所述气体样品的气体组分与所述环保气体的气体组分进行比较，确定所述环保气体的分解程度，以作为第一评价结果；
[0039]将所述固体样品的表面特征参数与所述固体材料的表面特征参数进行比较，确定所述固体材料的腐蚀程度，得到第二评价结果；
[0040]分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，得到第三评价结果；
[0041]通过所述第一评价结果、所述第二评价结果和所述第三评价结果判断所述环保气体与所述固体材料是否相容。
[0042]与现有技术相比，本专利技术实施例提供的环保气体与固体材料相容性的评价方法及系统，首先，对环保气体和固体材料进行热相容性实验，得到实验后的气体样品和固体样品；然后，检测所述气体样品的气体组分，并将所述气体样品的气体组分与所述环保气体的气体组分进行比较，确定所述环保气体的分解程度，以作为第一评价结果；其次，检测所述固体样品的表面特征参数，并将所述固体样品的表面特征参数与所述固体材料的表面特征参数进行比较，确定所述固体材料的腐蚀程度，以作为第二评价结果；最后，分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，并根据所述吸附解离情况，确定第三评价结果；通过所述第一评价结果、所述第二评价结果和所述第三评价结果判断所述环保气体与所述固体材料是否相容，能够实现对环保气体与固体材料的相容性进行系统地评价，提高相容性判断的准确度。
附图说明
[0043]图1是本专利技术实施例提供的一种环保气体与固体材料相容性的评价方法的流程图；
[0044]图2是本专利技术实施例提供的热相容性实验装置的结构示意图；
[0045]图3是本专利技术实施例提供的一种环保气体与固体材料相容性的评价系统的结构示意图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保气体与固体材料相容性的评价方法，其特征在于，包括：对环保气体和固体材料进行热相容性实验，得到实验后的气体样品和固体样品；检测所述气体样品的气体组分，并将所述气体样品的气体组分与所述环保气体的气体组分进行比较，确定所述环保气体的分解程度，以作为第一评价结果；检测所述固体样品的表面特征参数，并将所述固体样品的表面特征参数与所述固体材料的表面特征参数进行比较，确定所述固体材料的腐蚀程度，以作为第二评价结果；其中，所述表面特征参数包括以下中的至少一种：表面形貌、元素组成、化学状态、分子结构、官能团和化学键；分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，并根据所述吸附解离情况，确定第三评价结果；通过所述第一评价结果、所述第二评价结果和所述第三评价结果判断所述环保气体与所述固体材料是否相容。2.如权利要求1所述的环保气体与固体材料相容性的评价方法，其特征在于，所述检测所述气体样品的气体组分，具体为：通过气相色谱质谱联用仪检测所述气体样品的气体组分。3.如权利要求1所述的环保气体与固体材料相容性的评价方法，其特征在于，所述检测所述固体样品的表面特征参数，具体为：通过扫描电子显微镜检测所述固体样品的表面形貌；通过X射线光电子能谱分析检测所述固体样品的元素组成和化学状态。4.如权利要求1所述的环保气体与固体材料相容性的评价方法，其特征在于，所述检测所述固体样品的表面特征参数，具体为：通过傅里叶红外光谱检测所述固体样品的分子结构、官能团与化学键。5.如权利要求1所述的环保气体与固体材料相容性的评价方法，其特征在于，所述分析所述环保气体在所述固体材料表面的吸附解离情况，并根据所述吸附解离情况，确定第三评价结果，具体包括：构建所述环保气体与所述固体材料的气固体系吸附模型，通过计算所述气固体系吸附模型的吸附能和电子转移数，判断所述气固体系吸附模型的吸附结构；当判断到所述吸附结构为物理吸附结构时，确定第三评价结果为相容性良好；当判断到所述吸附结构为化学吸附结构时，构建所述环保气体在所述固体材料表面的N个解离路径，通过对N个所述解离路径的能量进行比较，得到第一解离路径；其中，N是大于1的自然数；获取所述第一解离路径的活化能；根据所述第一解离路径的活化能和活化能阈值之...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，王邸博，王勇，傅明利，黄青丹，罗颜，宋浩永，卓然，黄慧红，蒲金雨，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：