PI/Al 2 O 3 纳米薄膜的制备及其绝缘性能的研究

发布时间：2025-02-15 11:10

　　近年来,我国高速铁路发展迅猛。随着动车组运行速度的不断提升,其变频牵引电机的功率也随之加大。然而受电机体积大小限制,实际运行过程中变频牵引电机会受到强温度场和强电场的双重作用,导致电机匝间绝缘提前老化,严重威胁动车组安全运行。聚酰亚胺(PI)薄膜因其卓越的电气绝缘性能而被广泛运用于变频牵引电机绝缘,纳米材料改性PI膜是改善其绝缘性能的有效手段。与传统的绝缘介质相比,纳米电介质具有更加优异的电气性能,但其材料内部相互作用较为复杂。因此,研究纳米粒子对于PI薄膜绝缘性能影响机理对改善变频牵引电机匝间绝缘寿命有重要意义。本文主要选择Al2O3 (60nm)粒子作为填料进行改性。为了探究纳米Al2O3对PI薄膜电气特性的影响,通过原位聚合法自制了不同Al2O3含量的PI/Al2O3复合薄膜。观察了其微观材料特性。测试了方波脉冲电压下不同PI/Al2O3复合薄膜的击穿电压值、电晕老化时间以及局部放电特征量。并研究了实验温度对PI/Al2O3薄膜老化时间以及局部放电参量的影响。揭示了方波脉冲电压下纳米粒子对PI/Al2O3电气特性影响机理。为了研究纳米Al2O3对掺杂对PI薄膜内部材料特性的影响,利...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 我国电气化铁路发展
        1.1.1 我国高速铁路的发展
        1.1.2 牵引电机绝缘发展概况
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 变频电机匝间局部放电测量
        1.2.2 聚酰亚胺空间电荷特性
        1.2.3 纳米电介质研究进展
    1.3 本文研究内容
第2章 PI/Al₂O₃复合薄膜的制作及特性表征
    2.1 PI纳米薄膜制作工艺
        2.1.1 相关工艺
    2.2 实验仪器介绍
    2.3 PI纳米复合薄膜制作过程
        2.3.1 纳米粒子表面改性过程
        2.3.2 PI/Al₂O₃制作过程
    2.4 PI/Al₂O₃材料性能表征
        2.4.1 PI/Al₂O₃微观形貌表征
        2.4.2 PI/Al₂O₃红外光谱表征
    2.5 本章小结
第3章 纳米粒子对PI/Al₂O₃电气特性影响机理
    3.1 试验系统
        3.1.1 电晕老化系统
        3.1.2 局部放电信号处理
        3.1.3 老化实验电极
    3.2 电气参数测量
        3.2.1 PI/Al₂O₃击穿电压
        3.2.2 相同温度下PI/Al₂O₃电晕老化特性
        3.2.3 不同温度下PI/Al₂O₃电晕老化特性
    3.3 局部放电特征量
        3.3.1 纳米粒子含量对PI/Al₂O₃局部放电特征量的影响
        3.3.2 试验温度对PI/Al₂O₃局部放电特征量的影响
        3.3.3 PI/Al₂O₃局部放电次数与局部放电量
    3.4 本章小结
第4章 纳米粒子对PI/Al₂O₃材料特性影响机理
    4.1 PI/Al₂O₃降解机理
        4.1.1 PI/Al₂O₃薄膜红外光谱特性
        4.1.2 PI/Al₂O₃薄膜老化微观形貌
    4.2 PI/Al₂O₃导热性能分析
        4.2.1 薄膜导热性能测试装置
        4.2.2 不同含量PI/Al₂O₃薄膜导热性能
    4.3 纳米Al₂O₃对PI薄膜介电性能影响机理
    4.4 方波脉冲下PI/Al₂O₃内部电荷运动机理
    4.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：4034216