MMT/SiO 2 /LDPE微纳米复合电介质结构形态与电学性能的研究
发布时间：2021-04-23 21:29
在聚合物中掺杂适量的无机纳米颗粒可显著改善其某些电学性能,并同时赋予其优异的力学性能和热学性能。而半结晶聚合物的电学性能依赖于聚合物本身的聚集态结构,如结晶度、结晶尺寸、晶界以及内部缺陷等。在半结晶聚合物中添加无机颗粒必然会影响其分子链段的运动能力以及聚集态结构,因此,需要探究不同无机颗粒对聚合物聚集态结构的影响,揭示无机颗粒/聚合物微纳米复合材料电学性能的微观机制。以低密度聚乙烯（LDPE）为基体,以表面疏水改性的纳米SiO2颗粒和超声处理的有机化MMT颗粒为无机填料,釆用熔融共混法分别制备了纳米SiO2/LDPE复合材料、MMT/LDPE复合材料和MMT/SiO2/LDPE多元复合材料。利用差示扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）、偏光显微镜（PLM）和原子力显微镜（AFM）等对LDPE、SiO2/LDPE复合材料、MMT/LDPE复合材料和MMT/SiO2/LDPE多元复合材料的结晶动力学过程、结晶形态以及晶体结构参数进行了分析表征。结果表明:纳米SiO...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 纳米复合电介质电性能的研究现状
1.2.1 纳米颗粒的类别和含量对聚合物电学性能的影响
1.2.2 纳米颗粒的粒径对聚合物电学性能的影响
1.2.3 纳米颗粒的形状对聚合物电学性能的影响
1.2.4 纳米颗粒分散性对聚合物电学性能的影响
1.2.5 其他处理方式对纳米复合电介质电学性能的影响
1.3 纳米复合电介质的理论研究现状
1.3.1 介电双层理论
1.3.2 多核模型
1.3.3 多区域结构模型
1.3.4 诱导电势阱理论
1.4 聚乙烯聚集态结构与电学性能的研究现状
1.4.1 聚乙烯聚集态结构与电荷迁移的关系
1.4.2 聚乙烯聚集态结构与电荷陷阱的关系
1.4.3 聚乙烯聚集态结构与耐电强度的关系
1.5 论文的主要工作及研究内容
第2章 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质的制备与结构表征
2.1 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质的制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 蒙脱土的有机化及超声处理
2.1.3 微纳米复合电介质的制备
2.2 微纳米复合电介质的结构表征
2.2.1 无机颗粒分散性表征
2.2.2 化学结构表征
2.2.3 结晶行为表征
2.2.4 结晶形态表征
2.2.5 晶体参数表征
2.3 微纳米复合电介质聚集态结构分析
2.4 本章小结
第3章 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质耐电树枝性能研究
3.1 电树枝引发与生长机理
3.1.1 气隙放电理论
3.1.2 麦克斯韦电-机械应力理论
3.1.3 电荷注入与抽出理论
3.1.4 热电子理论
3.1.5 光降解理论
3.2 电树枝样品制备与电树枝引发
3.2.1 电树枝样品制备
3.2.2 电树枝引发实验
3.3 微纳米复合电介质耐电树枝性能
3.3.1 电树枝生长特性
3.3.2 电树枝形态特征
3.3.3 分形维数特征
3.3.4 微纳米复合电介质耐电树枝性能分析
2/LDPE多元复合电介质耐电树枝性能"> 3.4 MMT/SiO2/LDPE多元复合电介质耐电树枝性能
3.4.1 电树枝生长特性
3.4.2 电树枝形态特征
3.4.3 分形维数特征
3.4.4 多元掺杂抑制电树枝生长的机理分析
3.5 本章小结
第4章 基于局部放电特征研究蒙脱土/聚乙烯复合材料的耐电树枝性能
4.1电树枝引发与局部放电联合实验
4.1.1 电树枝与局部放电联合实验系统
4.1.2 局部放电信号频谱特征量的提取
4.2 蒙脱土/聚乙烯复合电介质耐电树枝性能
4.2.1 电树枝生长特性
4.2.2 电树枝形态特征
4.3 电树枝生长过程中的局部放电特性
4.3.1 电树枝生长过程中φ-q-n信号
4.3.2 电树枝生长过程中φ-f信号
4.4 超声处理MMT对电树枝的抑制机理
4.5 本章小结
第5章 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质介电性能研究
5.1 陷阱特性测试与分析
5.1.1 实验与样品
5.1.2 实验结果与分析
5.2 宽频介电特性测试与分析
5.2.1 实验与样品
5.2.2 实验结果与分析
5.3 伏安特性测试与分析
5.3.1 实验与样品
5.3.2 实验结果与分析
5.4 击穿强度测试与分析
5.4.1 实验与样品
5.4.2 实验结果与分析
5.5 微纳米复合电介质介电性能分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展[J]. 黄兴溢,张军,江平开. 高电压技术. 2018(05)
[2]挤包绝缘高压直流电缆的发展[J]. 钟力生,任海洋,曹亮,赵薇,高景晖. 高电压技术. 2017(11)
[3]纳米复合聚乙烯材料中的两相界面及其荷电行为[J]. 赵洪,闫志雨,杨佳明,郑昌佶,王暄,韩宝忠. 高电压技术. 2017(09)
[4]聚合物纳米复合电介质的击穿性能[J]. 王威望,李盛涛,刘文凤. 电工技术学报. 2017(16)
[5]电压稳定剂提高PE/XLPE绝缘耐电性能研究综述[J]. 李春阳,韩宝忠,张城城,张辉,王暄,赵洪. 中国电机工程学报. 2017(16)
[6]TiO2纳米颗粒增强LDPE复合电介质的绝缘性能研究[J]. 贺亚娜,徐任信. 绝缘材料. 2017(07)
[7]CB/LDPE复合介质抑制空间电荷机制及电导特性对电场分布的影响[J]. 闫志雨,赵洪,韩宝忠,杨佳明,王颖,张辉. 中国电机工程学报. 2017(14)
[8]基于α松弛分析CB/LDPE纳米复合介质空间电荷特性[J]. 闫志雨,赵洪,韩宝忠,杨佳明,陈俊岐. 电机与控制学报. 2017(06)
[9]纳米颗粒形状对线性低密度聚乙烯纳米复合介质电学性能的影响[J]. 黄兴溢,张强,江平开. 中国电机工程学报. 2016(24)
[10]聚合物纳米复合材料的界面特性[J]. 何金良,彭思敏,周垚,杨洋,胡军. 中国电机工程学报. 2016(24)
博士论文
[1]纳米蒙脱土/聚烯烃复合材料结构形态与电树生长机理研究[D]. 迟晓红.哈尔滨理工大学 2015
[2]聚乙烯/纳米蒙脱土复合物的空间电荷特性与介电性能研究[D]. 高俊国.哈尔滨理工大学 2013
[3]聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D]. 郭文敏.哈尔滨理工大学 2010
硕士论文
[1]低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料水树枝生长与击穿特性[D]. 俸波.重庆大学 2012
本文编号：3156073
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 纳米复合电介质电性能的研究现状
1.2.1 纳米颗粒的类别和含量对聚合物电学性能的影响
1.2.2 纳米颗粒的粒径对聚合物电学性能的影响
1.2.3 纳米颗粒的形状对聚合物电学性能的影响
1.2.4 纳米颗粒分散性对聚合物电学性能的影响
1.2.5 其他处理方式对纳米复合电介质电学性能的影响
1.3 纳米复合电介质的理论研究现状
1.3.1 介电双层理论
1.3.2 多核模型
1.3.3 多区域结构模型
1.3.4 诱导电势阱理论
1.4 聚乙烯聚集态结构与电学性能的研究现状
1.4.1 聚乙烯聚集态结构与电荷迁移的关系
1.4.2 聚乙烯聚集态结构与电荷陷阱的关系
1.4.3 聚乙烯聚集态结构与耐电强度的关系
1.5 论文的主要工作及研究内容
第2章 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质的制备与结构表征
2.1 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质的制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 蒙脱土的有机化及超声处理
2.1.3 微纳米复合电介质的制备
2.2 微纳米复合电介质的结构表征
2.2.1 无机颗粒分散性表征
2.2.2 化学结构表征
2.2.3 结晶行为表征
2.2.4 结晶形态表征
2.2.5 晶体参数表征
2.3 微纳米复合电介质聚集态结构分析
2.4 本章小结
第3章 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质耐电树枝性能研究
3.1 电树枝引发与生长机理
3.1.1 气隙放电理论
3.1.2 麦克斯韦电-机械应力理论
3.1.3 电荷注入与抽出理论
3.1.4 热电子理论
3.1.5 光降解理论
3.2 电树枝样品制备与电树枝引发
3.2.1 电树枝样品制备
3.2.2 电树枝引发实验
3.3 微纳米复合电介质耐电树枝性能
3.3.1 电树枝生长特性
3.3.2 电树枝形态特征
3.3.3 分形维数特征
3.3.4 微纳米复合电介质耐电树枝性能分析
2/LDPE多元复合电介质耐电树枝性能"> 3.4 MMT/SiO2/LDPE多元复合电介质耐电树枝性能
3.4.1 电树枝生长特性
3.4.2 电树枝形态特征
3.4.3 分形维数特征
3.4.4 多元掺杂抑制电树枝生长的机理分析
3.5 本章小结
第4章 基于局部放电特征研究蒙脱土/聚乙烯复合材料的耐电树枝性能
4.1电树枝引发与局部放电联合实验
4.1.1 电树枝与局部放电联合实验系统
4.1.2 局部放电信号频谱特征量的提取
4.2 蒙脱土/聚乙烯复合电介质耐电树枝性能
4.2.1 电树枝生长特性
4.2.2 电树枝形态特征
4.3 电树枝生长过程中的局部放电特性
4.3.1 电树枝生长过程中φ-q-n信号
4.3.2 电树枝生长过程中φ-f信号
4.4 超声处理MMT对电树枝的抑制机理
4.5 本章小结
第5章 低密度聚乙烯基微纳米复合电介质介电性能研究
5.1 陷阱特性测试与分析
5.1.1 实验与样品
5.1.2 实验结果与分析
5.2 宽频介电特性测试与分析
5.2.1 实验与样品
5.2.2 实验结果与分析
5.3 伏安特性测试与分析
5.3.1 实验与样品
5.3.2 实验结果与分析
5.4 击穿强度测试与分析
5.4.1 实验与样品
5.4.2 实验结果与分析
5.5 微纳米复合电介质介电性能分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热塑性电力电缆绝缘材料:历史与发展[J]. 黄兴溢,张军,江平开. 高电压技术. 2018(05)
[2]挤包绝缘高压直流电缆的发展[J]. 钟力生,任海洋,曹亮,赵薇,高景晖. 高电压技术. 2017(11)
[3]纳米复合聚乙烯材料中的两相界面及其荷电行为[J]. 赵洪,闫志雨,杨佳明,郑昌佶,王暄,韩宝忠. 高电压技术. 2017(09)
[4]聚合物纳米复合电介质的击穿性能[J]. 王威望,李盛涛,刘文凤. 电工技术学报. 2017(16)
[5]电压稳定剂提高PE/XLPE绝缘耐电性能研究综述[J]. 李春阳,韩宝忠,张城城,张辉,王暄,赵洪. 中国电机工程学报. 2017(16)
[6]TiO2纳米颗粒增强LDPE复合电介质的绝缘性能研究[J]. 贺亚娜,徐任信. 绝缘材料. 2017(07)
[7]CB/LDPE复合介质抑制空间电荷机制及电导特性对电场分布的影响[J]. 闫志雨,赵洪,韩宝忠,杨佳明,王颖,张辉. 中国电机工程学报. 2017(14)
[8]基于α松弛分析CB/LDPE纳米复合介质空间电荷特性[J]. 闫志雨,赵洪,韩宝忠,杨佳明,陈俊岐. 电机与控制学报. 2017(06)
[9]纳米颗粒形状对线性低密度聚乙烯纳米复合介质电学性能的影响[J]. 黄兴溢,张强,江平开. 中国电机工程学报. 2016(24)
[10]聚合物纳米复合材料的界面特性[J]. 何金良,彭思敏,周垚,杨洋,胡军. 中国电机工程学报. 2016(24)
博士论文
[1]纳米蒙脱土/聚烯烃复合材料结构形态与电树生长机理研究[D]. 迟晓红.哈尔滨理工大学 2015
[2]聚乙烯/纳米蒙脱土复合物的空间电荷特性与介电性能研究[D]. 高俊国.哈尔滨理工大学 2013
[3]聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D]. 郭文敏.哈尔滨理工大学 2010
硕士论文
[1]低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料水树枝生长与击穿特性[D]. 俸波.重庆大学 2012
本文编号：3156073
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3156073.html
