SF₆被广泛应用于气体绝缘设备,但存在温室效应高和电场不均匀度影响大等问题,使得国内外开始寻求SF₆的替代介质。C₄F₇N在介电强度、GWP和大气中存在时间等方面均表现优异,引起了学者们的广泛关注。在实际工况下,C₄F₇N因液化温度高常与缓冲气体CO₂混合使用,然而C₄F₇N/CO₂混合气体放电分解机制和分解产物尚不明确,并且C₄F₇N以及分解产物与气体绝缘设备壳体材料Al的相容性也需进一步研究。故本文选取金属Al较为常见的（110）表面作为相容性的研究对象,基于密度泛函理论提出一种精确的计算方法和构建出准确的计算模型,并搭建设备工况下真实放电的平台,由此展开对C₄F₇N/CO₂混合气体放电分解及其分解组分在Al（110）表面吸附的研究。本文首先对C₄F₇N/CO₂混合气体放电分解展开研究:计算常温常压（1.013×10⁵ Pa,298.15 K）下各分解反应过程中的能量变化,分析各反应的难易并确定分解路径和分解产物;计算放电分解产物的电离参数,分析分解前后的绝缘性能;搭建放电分解产物检测平台,利用试验进一步验证仿真计算结果。随后对C₄F₇N与Al（110）表面的相容性展开研究:计算C₄F₇N和SF₆在Al（110）表面的吸附,分析和对比这两种分子的吸附,也将C₄F₇N在Al（110）表面的吸附同Al（100）表面和Al（111）表面进行比较。最后对C₄F₇N/CO₂放电分解产物与Al（110）表面的相容性展开研究:计算分解产物（CF₄、CF₃CN、COF₂）在Al（110）表面的吸附,分析它们在Al（110）表面吸附过程,探究其与Al（110）表面的相互作用机制。研究结果表明:C₄F₇N/CO₂混合气体放电分解主要体现为C₄F₇N生成的自由基相互结合,分解产物为CF₄、C₃F₈、CF₃CN、CF₃CF₂CN、CNCN、CO等气体。从电离参数角度讲,C₄F₇N/CO₂混合气体放电分解后的绝缘性能较分解前略有减弱。C₄F₇N在Al（100）表面、Al（110）表面和Al（111）表面的吸附强度均弱于SF₆在Al（110）表面的吸附。CF₃CN和COF₂比CF₄与Al（110）表面的相互作用更强,但相对于C₄F₇N而言,这三种气体产物均不易吸附于Al（110）表面。CF₃CN和COF₂在Al（110）表面吸附时,原子间的轨道杂化促使N原子（CN基团）和O原子（CO基团）分别与Al原子之间生成化学键。C₄F₇N和分解产物（CF₄、CF₃CN、COF₂）均与Al（110）表面有一定的相容性。本文的研究成果可为C₄F₇N/CO₂混合气体放电分解的研究提供数据参数和理论基础,并为环保型绝缘介质C₄F₇N的应用及其设备的研发提供借鉴与指导,具有重要的理论价值和实际意义。