温度对防雷接地用石墨玻纤复合材料性能的影响
发布时间：2021-11-18 18:58
研究了膨化温度、膨化时间对可膨胀石墨膨化体积及氧化失重率的影响,基于正交试验方法研究了温度对石墨线性能的影响,通过扫描电镜观察膨胀石墨与玻璃纤维以及粘结物界面在高温灼烧后的变化,通过研究得出随着灼烧温度的升高,石墨线的断裂负荷逐渐减小,耐温失量和直流电阻变化率均在标准范围内;当灼烧时间较短时,同时温度在750℃下,石墨线各项性能的变化率均在10%以内,可以得出,在断路器防护动作时间内,防雷接地用石墨基柔性接地体在遇到短路故障大电流作用下其耐受温度可达到750℃。研究结果对制备导电性能良好的石墨基柔性接地材料,提高石墨基柔性接地体导电、大电流耐受性能有指导意义。
【文章来源】：化工新型材料. 2020,48(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
膨化体积随时间（a）和温度（b）的变化曲线图
图1 膨化体积随时间（a）和温度（b）的变化曲线图从图1可见，马弗炉温度为900℃时，随着膨化时间的不断延长，试品的膨化体积呈现先逐渐增大再缓慢降低的趋势，这是因为高温膨胀的导热方式是通过表面传热到内部使之升温，因受热时间较短，插层剂气化不完全导致无法全部从石墨层中逸出，同时没有持续大的张力打开石墨之间的范德华力，使得膨化体积较小；而随着受热时间的延长，膨化愈加充分，后分解的插层剂气体继续推动石墨层与层之间的距离，使得膨化体积也逐渐增大，当膨化时间延长至25s时，膨化体积也就达到了最大值；继续延长高温加热时间，膨化体积开始缓慢下降，这是因为膨胀石墨会在高温条件下过度氧化及烧蚀，产生粉化效应，从而致使膨化体积逐渐减小。
当膨化时间一定时，将同一种可膨胀石墨原料（大盛石墨8099-180）在不同温度下膨化，并将膨化后的膨胀石墨压制成柔性石墨带材，其密度在0.5～1.9g/cm3之间，考察膨化温度对柔性石墨带材电阻率的影响，结果见图3。由图可见，随着密度的增加，不同温度下的柔性石墨带材电阻率呈下降趋势，这是因为絮状的膨胀石墨蠕虫在垂直方向受到一定的压力，膨胀石墨层与层之间通过机械咬合在一起，形成一条导电通道，密度越大，鳞片状石墨层与层之间的结合越好，导电通路越完整，其导电性能越好。同时，石墨带材密度在0.6～1.2g/cm3之间其电阻率下降趋势更为明显，这是因为膨胀石墨带材在密度很小时，单个石墨蠕虫之间是通过点连接，点与点之间连接不充分，阻碍了电流的通过，随着垂直方向的压力不断增加，石墨层与层之间的距离不断变小，层间空气不断被排出，膨胀石墨之间的咬合更加紧密，点与点之间接触更多，并形成石墨层之间的面接触，使导电性更好，电阻率越来越低。当膨化温度为600℃时，在相同密度下的柔性石墨，压轧的柔性石墨带材相对电阻率明显低于其他温度，这是因为膨胀石墨的粉化效应小，质量损失低，单体膨胀石墨蠕虫完整性较好，膨胀石墨蠕虫表面较完整，故其导电性优于其他温度。2.3 温度对石墨玻纤复合线性能的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合型硅烷偶联剂的制备及表征[J]. 林海丹,董巍,列剑平,杨明,崔明,刘赫,孙友群,梁永久. 分子科学学报. 2018(06)
[2]石墨基柔性接地材料及其在南方复杂地质环境防雷接地的应用[J]. 韦扬志,丁卫东,张国锋,务孔永,岳成峰,胡松江,陈彦青. 化工新型材料. 2018(12)
[3]柔性石墨复合接地材料及其在输电线路杆塔接地网中的应用[J]. 胡元潮,阮江军,龚若涵,刘振武,吴泳聪,文武. 电网技术. 2014(10)
[4]石墨型接地装置在架空输电线路中的应用[J]. 姜海生. 中国高新技术企业. 2013(06)
[5]不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的研究[J]. 冯健中,游长江,鲁光,许晋国,吴骏坚. 广州化学. 2006(03)
[6]偶联剂处理对玻璃纤维/尼龙复合材料力学性能的影响[J]. 张士华,陈光,崔崇,米成,顾金萍,于静静. 复合材料学报. 2006(03)
[7]柔性石墨及其复合密封材料的研究和发展[J]. 谢苏江. 化工设备与防腐蚀. 2004(04)
[8]柔性石墨材料和膨胀石墨材料的现状及发展趋势[J]. 任京成,沈万慈,杨赞中,袁伟. 非金属矿. 1999(05)
[9]纤维增强柔性石墨——橡胶密封材料的制备及性能研究[J]. 谢苏江,蔡仁良. 新型碳材料. 1997(04)
[10]柔性石墨的生产和发展[J]. 康飞宇. 新型碳材料. 1993(03)
硕士论文
[1]柔性石墨复合材料的制备研究[D]. 吴如品.南京理工大学 2012
[2]柔性石墨导热性的研究[D]. 苏晖.武汉理工大学 2010
本文编号：3503435
【文章来源】：化工新型材料. 2020,48(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
膨化体积随时间（a）和温度（b）的变化曲线图
图1 膨化体积随时间（a）和温度（b）的变化曲线图从图1可见，马弗炉温度为900℃时，随着膨化时间的不断延长，试品的膨化体积呈现先逐渐增大再缓慢降低的趋势，这是因为高温膨胀的导热方式是通过表面传热到内部使之升温，因受热时间较短，插层剂气化不完全导致无法全部从石墨层中逸出，同时没有持续大的张力打开石墨之间的范德华力，使得膨化体积较小；而随着受热时间的延长，膨化愈加充分，后分解的插层剂气体继续推动石墨层与层之间的距离，使得膨化体积也逐渐增大，当膨化时间延长至25s时，膨化体积也就达到了最大值；继续延长高温加热时间，膨化体积开始缓慢下降，这是因为膨胀石墨会在高温条件下过度氧化及烧蚀，产生粉化效应，从而致使膨化体积逐渐减小。
当膨化时间一定时，将同一种可膨胀石墨原料（大盛石墨8099-180）在不同温度下膨化，并将膨化后的膨胀石墨压制成柔性石墨带材，其密度在0.5～1.9g/cm3之间，考察膨化温度对柔性石墨带材电阻率的影响，结果见图3。由图可见，随着密度的增加，不同温度下的柔性石墨带材电阻率呈下降趋势，这是因为絮状的膨胀石墨蠕虫在垂直方向受到一定的压力，膨胀石墨层与层之间通过机械咬合在一起，形成一条导电通道，密度越大，鳞片状石墨层与层之间的结合越好，导电通路越完整，其导电性能越好。同时，石墨带材密度在0.6～1.2g/cm3之间其电阻率下降趋势更为明显，这是因为膨胀石墨带材在密度很小时，单个石墨蠕虫之间是通过点连接，点与点之间连接不充分，阻碍了电流的通过，随着垂直方向的压力不断增加，石墨层与层之间的距离不断变小，层间空气不断被排出，膨胀石墨之间的咬合更加紧密，点与点之间接触更多，并形成石墨层之间的面接触，使导电性更好，电阻率越来越低。当膨化温度为600℃时，在相同密度下的柔性石墨，压轧的柔性石墨带材相对电阻率明显低于其他温度，这是因为膨胀石墨的粉化效应小，质量损失低，单体膨胀石墨蠕虫完整性较好，膨胀石墨蠕虫表面较完整，故其导电性优于其他温度。2.3 温度对石墨玻纤复合线性能的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合型硅烷偶联剂的制备及表征[J]. 林海丹,董巍,列剑平,杨明,崔明,刘赫,孙友群,梁永久. 分子科学学报. 2018(06)
[2]石墨基柔性接地材料及其在南方复杂地质环境防雷接地的应用[J]. 韦扬志,丁卫东,张国锋,务孔永,岳成峰,胡松江,陈彦青. 化工新型材料. 2018(12)
[3]柔性石墨复合接地材料及其在输电线路杆塔接地网中的应用[J]. 胡元潮,阮江军,龚若涵,刘振武,吴泳聪,文武. 电网技术. 2014(10)
[4]石墨型接地装置在架空输电线路中的应用[J]. 姜海生. 中国高新技术企业. 2013(06)
[5]不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的研究[J]. 冯健中,游长江,鲁光,许晋国,吴骏坚. 广州化学. 2006(03)
[6]偶联剂处理对玻璃纤维/尼龙复合材料力学性能的影响[J]. 张士华,陈光,崔崇,米成,顾金萍,于静静. 复合材料学报. 2006(03)
[7]柔性石墨及其复合密封材料的研究和发展[J]. 谢苏江. 化工设备与防腐蚀. 2004(04)
[8]柔性石墨材料和膨胀石墨材料的现状及发展趋势[J]. 任京成,沈万慈,杨赞中,袁伟. 非金属矿. 1999(05)
[9]纤维增强柔性石墨——橡胶密封材料的制备及性能研究[J]. 谢苏江,蔡仁良. 新型碳材料. 1997(04)
[10]柔性石墨的生产和发展[J]. 康飞宇. 新型碳材料. 1993(03)
硕士论文
[1]柔性石墨复合材料的制备研究[D]. 吴如品.南京理工大学 2012
[2]柔性石墨导热性的研究[D]. 苏晖.武汉理工大学 2010
本文编号：3503435
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