双极性纳秒脉冲DBD等离子体改性增强BNNSs在环氧树脂中的分散性

在环氧树脂中添加氮化硼纳米片(boron nitride nanosheets,BNNSs)可获得某些优于常规材料的特性,但纳米粒子的“团聚”现象对改性效果有较大影响。为了增强BNNSs在环氧树脂(epoxy resin,EP)基体中的分散性,为此采用大气压Ar+HO双极性纳秒脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)低温等离子体对BNNSs进行羟基化改性,再用硅烷偶联剂KH560修饰,使用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)来研究等离子体改性前后BNNSs表面的元素及羟基含量和对偶联剂修饰的影响,利用面积分布概率和冲击强度对BNNSs分散性进行定量表征。测试结果表明,在20%的相对湿度下,等离子体改性后BNNSs表面的羟基含量提高近两倍,增强了BNNSs对偶联剂的吸附作用,相比于只用偶联剂改性的BNNSs,其表面偶联剂的包覆率提高了45%;在相同质量分数下,等离子体+偶联剂改性的BNNSs比只用偶联剂改性的BNNSs的分散性特征值增大10%以上。该研究为增强纳米粒子在基体材料中的分散性提供了一种新方法。

脉冲介质阻挡放电等离子体改性对BN/EP复合材料击穿强度和热导率的影响

为了改善BN纳米片(BNNSs)与环氧树脂(EP)基体的相容性,提高BN/EP纳米复合材料的交流击穿强度和热导率,该文采用大气压Ar+H2O双极性纳秒脉冲介质阻挡放电(DBD)低温等离子体对BNNSs进行羟基化改性,再用硅烷偶联剂KH560修饰。X射线光电子能谱仪(XPS)结果表明等离子体改性后BNNSs表面的羟基含量提高了近两倍。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)表明等离子体改性增强了BNNSs与偶联剂的脱水缩合反应,BNNSs表面偶联剂的包覆率提高了45%。热刺激去极化电流(TSDC)测试表明等离子体+偶联剂改性后的复合材料相比于只用偶联剂改性的复合材料具有更多的深陷阱。击穿试验表明不同填充量下等离子体+偶联剂改性后的复合材料交流击穿强度均得到提高,并且BNNSs的填充量可以由10%提高到20%而仍然保持一定的绝缘强度。同时,随着填充量由10%(偶联剂改性)提高到20%(等离子体+偶联剂改性),复合材料的热导率也将提高67%。

微秒脉冲电场强度对BNNSs取向程度和环氧树脂复合材料热导率的影响

脉冲电场可以诱导绝缘高导热填料在基体中取向排列,使其在热流方向上形成高效热传导网络,可以有效地提高复合材料的热导率,但电场强度的影响规律尚不清晰。因此,该文使用微秒脉冲电场诱导氮化硼纳米片(BNNSs)取向排列,研究不同脉冲电场强度对BNNSs取向程度及复合材料热导率的影响,同时基于固化过程中BNNSs的受力情况,分析电场强度对填料取向程度和复合材料热导率的影响机理。结果表明,BNNSs的取向度和复合材料的热导率均随电场强度的增加而增加,在12kV/mm的高电场强度作用下,BNNSs平均取向角达到75.56°,复合材料的热导率提高到纯环氧树脂的2.6倍。但电场强度对两者的影响规律并不完全一致,在较高电场强度下,BNNSs的取向程度趋于饱和,而复合材料热导率的增加没有出现饱和现象。该研究是对微秒脉冲电场诱导填料取向以提高复合材料热导率的初步研究,可以为低填充量下制备具有高热导率的复合材料提供指导。

有源电力滤波器中基于M57962AL的IGBT驱动与保护设计

针对有源电力滤波器中对大功率IGBT驱动电路抗干扰性能的要求,基于M57962AL芯片设计了IGBT驱动与保护电路。采用两个二极管串电阻的方式检测VCE电压变化,结合IGBT输出特性曲线,可以通过调整电阻值设置IGBT短路保护电流阈值。有源电力滤波器运行实验表明,本设计比单二极管加电阻的方式具有更强的抗干扰性能,提高了IGBT短路保护的可靠性。

三相四线制APF的改进三电平SVPWM算法研究

三相四线制有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)采用传统的三电平电压空间矢量脉宽调制算法没有考虑零轴电压分量,影响有源电力滤波器的谐波补偿效果。文中提出一种改进电压空间矢量脉宽调制算法,基于对零轴电压分量的分析,在传统电压空间矢量脉宽调制算法基础上调整正负小矢量作用时间,同时结合直流侧均压控制,从而改善三相四线制中点钳位型三电平三桥臂有源电力滤波器的谐波补偿效果。并在Matlab Simulink仿真验证该改进算法的正确性和可行性。