O2和温度对C4F7N/CO2混合气体热分解影响机理研究

• 作者: 叶凡超 湛奡 田双双 李祎 肖淞 张晓星
• 来源期刊: 绝缘材料
• 学科: 工学
• 关键词: C4F7N/CO2/O2混合气体;反应分子动力学;热分解机理;混合气体配比
• 年，卷（期）: 2025,（2）
• 页码范围: 46-54
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2025.02.007

摘要

C4F7N/CO2/O2混合气体是目前具有潜力的可替代SF6的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O2及其含量变化对C4F7N/CO2/O2分解特性的影响机理研究较少。本文基于反应分子动力学（ReaxFF-MD）方法，通过构建C4F7N/CO2/O2混合气体反应体系模型，开展了不同O2含量和温度下C4F7N/CO2/O2混合气体的热分解过程模拟，分析了其主要反应路径、产物组成及生成速率等。结果表明：C4F7N/CO2/O2混合气体热分解主要生成CF3、CF2、CF、F、CN和C2F5等粒子，其中CF2和CN的生成量最高，其次是CF3和F。尽管C4F7N/CO2混合气体中加入O2会使C4F7N的初始分解时间缩短，但是可以有效减少C4F7N的分解量和大部分粒子的生成量，尤其在O2体积分数为6%时C4F7N分解量最少。当O2体积分数为0%～4%时，反应体系中主要分解反应的反应速率减小，而当O2体积分数大于8%时，反应速率增大。当模拟温度高于2 600 K时，C4F7N的初始分解时间显著缩短，分解粒子的生成速率加快。研究结论为C4F7N/CO2/O2的应用配比优化及其设备运维诊断提供了理论基础。