纳米碳化硅/硅橡胶复合物介电性研究

制备了质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%和7%的纳米碳化硅/硅橡胶复合物,利用宽频介电谱测试仪测试了不同碳化硅含量的纳米碳化硅/硅橡胶复合物的介电谱特性.结果表明:纳米碳化硅/硅橡胶复合物的介电常数在室温下随碳化硅含量的增加而增加,且在频率小于1Hz时,复合物的介电常数小于纯硅橡胶的介电常数.当频率小于50Hz时,复合物的介质损耗角正切随碳化硅含量的增加而降低,当频率大于1k Hz,复合物的介质损耗角正切随碳化硅含量的增加而增加.同时研究了纳米碳化硅/硅橡胶复合物的击穿特性,通过交流击穿试验可知,纳米碳化硅/硅橡胶复合物的击穿场强随纳米碳化硅含量的增加先增加后降低,当碳化硅质量分数为3%时,击穿场强出现最大值.

纳米碳化硅/硅橡胶复合物非线性电导特性研究

将纳米碳化硅填加到硅橡胶中,可以获得具有非线性电导特性的纳米碳化硅/硅橡胶复合物.本文研究了质量分数分别为5 wt%,15 wt%,30 wt%,45 wt%的纳米碳化硅/硅橡胶复合物的非线性电导特性,建立了电导率与场强的函数关系,分析了复合物的非线性电导机理,并测试了复合物的介电谱特性和击穿特性.为了探讨非线性碳化硅/硅橡胶复合物应用于电缆终端和复合绝缘子以均匀其电场分布的可能性,应用COMSOL Multiphysics软件,对电缆终端和复合绝缘子中的电场分布进行了仿真分析.仿真结果表明,将纳米碳化硅/硅橡胶复合物应用于电缆终端应力锥的绝缘部分,以及应用于复合绝缘子的端部,可以有效地降低其最大场强.

纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料非线性电导特性

为解决高压直流电缆附件中因复合绝缘材料电导率差异而引起的电场分布不均问题,采用纳米碳化硅为填料,对附件绝缘加成型液体硅橡胶进行改性,制备了具有非线性电导特性的纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料。同时对比研究了纯硅橡胶和质量分数分别为1%、3%、5%的纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料的非线性电导特性和介电特性。研究结果表明:相比于纯硅橡胶,纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料的电导率从原来的10-15 S/m增加到10-14~10-13 S/m左右,非线性系数由0.3提高到1.03,相对介电常数增加了0.46,介质损耗因数基本不变。为了验证非线性纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料在直流电缆附件内均化电场的效果,采用Comsol-Multiphysics软件,对其电缆终端和中间接头内的电场分布进行了仿真分析。仿真结果表明:将非线性纳米碳化硅/液体硅橡胶复合材料应用于高压直流电缆附件应力锥处,其电场集中最大值下降了80%,实现了均化电场的目的。

氢氧化镁/红磷对硅橡胶/黏土纳米复合物阻燃性能的研究

选用甲基乙烯基硅橡胶(MVMQ)和十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)改性的蒙脱土(OMMT)纳米复合材料为原料,以氢氧化镁/微胶囊化红磷(MH/MRP)为阻燃剂,以气相法白炭黑为补强剂,用熔融共混法制备了无卤阻燃MVMQ纳米复合材料。笔者采用XRD表征制备的MVMQ/OMMT纳米复合物的结构,用机械性能测试研究气相法白炭黑和OMMT对MVMQ的协效补强作用,通过极限氧指数、UL94 V垂直燃烧法、环境扫描电镜(ESEM)和热重分析(TG)等分析测试手段研究其燃烧性能和热性能,结合材料宏观燃烧性能的改变,推断OMMT和MH/MRP对MVMQ的阻燃作用机理。

纳米Al_2O_3分散性对硅橡胶复合物介电性影响

为了研究纳米粒子的分散性与纳米Al_O_3/硅橡胶复合物介电性的关系,分别采用将纳米Al_O_3粉体与硅橡胶直接混合的方法和先将纳米Al_O_3粉体制备成浓度为10%的分散液,再将分散液与硅橡胶混合的方法制备了质量分数为1%、2%、3%和4%的纳米Al_O_3/硅橡胶复合物,利用透射电镜TEM表征纳米Al_O_3粒子在复合物中的分散性,可以看出,方法二制备的复合硅橡胶中纳米Al_O_3分散良好.测试了复合物的空间电荷特性、介电谱特性和电导电流特性,测试结果表明,方法二制备的复合硅橡胶中空间电荷积聚减少,载流子迁移率增加,相对介电常数和电导电流密度减小,电老化阈值增大,说明复合硅橡胶的介电性受纳米粒子分散性影响.

硅橡胶/有机凹凸棒土纳米复合材料的制备及性能

采用硅烷偶联剂KH-570对纯化的凹凸棒土进行表面处理,将经表面处理的凹凸棒土(OAT)与硅橡胶(SR)通过机械共混法制成纳米复合材料。借助FTIR、TEM测试技术对凹凸棒土的有机改性进行了表征。研究了纳米复合材料的硫化行为、力学性能和热稳定性能。结果表明,OAT的加入降低了硅橡胶的正硫化时间,提高了最小和最大扭矩值,起到促进硫化的作用;复合材料的拉伸强度随OAT含量的增加而提高,但断裂伸长率在20份OAT添加量时达到了最大值,说明凹凸棒土可以用作硅橡胶的有效补强剂;热重分析(TGA)表明,OAT的加入提高了纳米复合材料的热稳定性能。

高压直流电缆终端硅橡胶基非线性复合材料

增强绝缘材料与电缆主绝缘材料之间的电导率差异会影响高压直流电缆终端的电场分布。通过向硅橡胶中添加纳米碳化硅、纳米二氧化硅、纳米炭黑、纳米石墨等填料,制备具有电导率非线性特性的硅橡胶基复合材料,研究纳米填料的掺杂种类、掺杂含量对硅橡胶复合材料直流电导特性、直流击穿特性、介电频谱特性的影响,在考虑温度影响下,利用COMSOL Multiphysics仿真软件进行电场仿真,分析增强绝缘非线性电导特性对高压直流电缆终端电场分布的影响。结果表明:以石墨/炭黑掺杂量为5/3的硅橡胶复合材料作为高压直流电缆终端增强绝缘,可以有效改善高压直流电缆终端电场分布。