真空沿面闪络性能是脉冲功率器件中真空绝缘结构的主要指标。高聚物真空沿面闪络是多物理、化学过程的复杂现象，涉及高电压绝缘、电介质、表面物理、高聚物等多学科研究领域。深入了解高聚物真空沿面闪络机理，对真空绝缘结构的优化设计大有裨益，也将促进脉冲功率技术的发展。 本报告以实验研究为主，运用多种化学、物理设备和手段，研究高聚物的表面性质与真空沿面闪络的关系。首次研究空间立构复合物对PMMA真空沿面闪络性能的影响。设计直流闪络及纳秒脉冲闪络实验，首次研究高聚物的表面性质(出气率、表面能)与真空沿面闪络性能间的关系，并根据实验研究结果，修正SEEA模型。在上述基础上，在国内首次研制微堆层绝缘材料。 本报告主要完成以下工作： 归纳了真空沿面闪络的SlEEA机理及ETPR机理，总结了影响固体介质真空沿面闪络性能的因素，并在此基础上提出绝缘结构发生闪络须具备的三种能力：初始电子发射能力、二次电子产生能力及气体放电发展能力。 设计并完成Nylon 1013与PTFE的真空直流闪络实验和真空纳秒脉冲闪络实验。通过实验对比，发现：Nylon 1013的直流闪络场强远低于PTFE，而纳秒脉冲下的初始闪络场强高于PTFE的现象。根据上述两种材料真空闪络性能的比较结果，并结合Nylon 1013的常温出气率，提出固体介质的真空沿面闪络性能与固体介质的常温出气性能没有直接联系。 运用原子力显微镜、X-射线能谱仪、红外光谱仪、示差扫描量热计、介电谱仪、真空出气率检测、表面能检测等物理、化学研究设备与手段，研究PMMA材料经热处理后的微观结构变化以及表面性质改变，发现：热处理后，PMMA材料形成空间立构复合物；在自由体积缩小与空间立构复合物的共同作用下，改变PMMA的介电系数、真空出气性能及表面能。在本报告的热处理条件后，PMM的介电系数增加，高温出气率减小，表面张力中的极性分量降低。设计并完成PMMA材料的直流真空沿面闪络实验及纳秒脉冲真空沿面闪络实验。发现热处理后PMMA材料的直流沿面闪络性能提高。在120℃退火情况下，φ60mm、长8mm PMMA介质的初始直流闪络场强增加为54.1 kV/cm、老炼后的直流闪络场强增加为123kV/cm；纳秒脉冲下，PMMA的真空闪络性能显著下降。 根据PMMA材料的直流真空沿面闪络实验及纳秒脉冲真空沿面实验结果，并结合PMMA的理化研究结果，提出：固体介质的高温出气率是影响固体介质直流电压作用下真空沿面闪络性能的主要因素；提出固体介质表面能中的极性分量是影响纳秒脉冲作用下真空沿面闪络性能的重要因素。该结论在Nylon 1013及PTFE的真空闪络实验结果中获得验证。 根据高聚物的直流闪络实验结果和纳秒闪络实验结果，完善SEEA模型。在直流闪络模型中突出表面出气对二次电子产生能力的作用；在纳秒闪络模型中，突出极性分量在表面出气中的作用。 在查阅文献及静电场、分形计算的基础上，在国内首次研制微堆层绝缘材料。根据直流闪络实验结果，发现金属层对二次电子有一定的抑制作用。根据直流闪络实验及纳秒脉冲实验结果对比，发现：金属层在电场作用下的场致电子发射将引起大量的初始电子，该作用将削弱金属膜对二次电子的抑制作用，降低真空闪络场强。