[发明专利]耐高压电极结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极结构及其制造方法，特别是一种耐高电压的电极结构及其制造方法。

背景技术

图1a为现有的电极板与电弧路径的示意图。如图所示，电极板100其上下设有另外两个电极板200、300，当电极板100与电极板200或者电极板100与电极板300之间具有高电压差时，经由非传导性介质如大气或真空状态的电子放电现象，一般称为电弧现象(arcing)，便会产生。此处，如图1a中，由电极板200至电极板100的电弧路径称为上电弧路径(upper arcing path)；由电极板300至电极板100的电弧路径称为下电弧路径(lower arcing path)。而上电弧路径与下电弧路径可形成单一等效电路示意图，如图1b所示，其中电容C_100/200与电容C_100/300分别表示由两平行的电极板100、200所形成的电容与两平行的电极板100、300所形成的电容；电阻R₁₀₀在两电弧路径中分别与电容C_100/200与电容C_100/300串联，以表示例如铝材料所构成的电极板100的电阻。以上述电弧路径为例，当电压V_U施加于电极板100时，电容C_100/200的电压可能会超过介电质的崩溃电压(breakdown voltage)，而导致电弧现象，且此现象可视为电容C_100/200形成短路。且由于为金属材料的电阻R₁₀₀其电阻值小，此电路中便会产生大量的电流流经电阻R₁₀₀，而可能造成电极的功能失效。因此电极板100常由耐高温金属材料所构成，其具有高崩溃电压，如钛(titanium，Ti)、钨(tungsten，W)或石墨(graphite)，或者在金属表面改质以增加耐高电压崩溃能力。

然而，即使选择具有高崩溃电压材料的金属来作为电极的材料，因电弧现象导致的大量功率流失问题仍然没有解决。因此，在维持电极板导电性下避免电弧现象产生，是极为必要的一件事。

发明内容

本发明提出一种耐高压电极结构及其制造方法，其在板状导电基材设置遮蔽层，利用遮蔽层披覆面积大于板状导电基材的裸露面积来提升电极的崩溃电压，而不导致电弧现象。本发明一实施例的耐高压电极结构包括板状导电基材及设置于板状导电基材的表面上的遮蔽层。遮蔽层的材料为陶瓷材料且遮蔽层覆盖板状导电基材的遮蔽率大于50％。遮蔽层包括第一遮蔽层与第二遮蔽层，其中第一遮蔽层设置于板状导电基材的上表面而第二遮蔽层设置于板状导电基材的下表面。

本发明一实施例的耐高压电极结构还可包括金属层或是金属网格层设置于遮蔽层或是裸露的板状导电基材上。

本发明一实施例的电极结构的制造方法，用以制造如上述的耐高压电极结构，形成遮蔽层于板状导电基材的表面上。在不同实施例中，形成遮蔽层的方法包括但不限于微弧氧化阳极处理方法(Micro ArcQxidization，MAO)和大气电浆喷涂方法(Atmosphere Plasma Spray，APS)。

以下通过具体实施例配合附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1a为现有电极结构的结构剖视图及其电弧路径。

图1b为图1a中的电弧路径的等效电路图。

图2a所示为根据本发明一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

图2b为图2a中电弧路径的等效电路示意图。

图3a所示为一对照实施例的电极结构的剖视示意图。

图3b为图3a中电弧路径的等效电路示意图。

图4所示为根据本发明一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

图5a、图5b、图5c为本发明又一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

图6a及图6b为本发明再一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

图7为本发明一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

图8a、图8b、图8c为本发明一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

图9为本发明一实施例的耐高压电极结构的剖视示意图。

主要组件符号说明

100、200、300                 电极板

C_100/200、C_100/300            电容

R₁₀₀                          电阻