稳恒磁场处理下形态对BiFeO 3 /LDPE复合材料击穿特性影响研究
发布时间：2021-04-15 18:03
低密度聚乙烯（LDPE）因其良好的热加工性以及优异的绝缘性能而被广泛应用于电力材料行业。研究表明,在LDPE中添加适量的纳米粒子或微米粒子作为填料不仅可以保留LDPE基体稳定的物理化学性能,还可以明显改善复合材料的介电性能。聚合物作为一种软性材料会对空间中的外场（如温度场、电场、磁场等）刺激做出响应,因此利用外场制备出新型、性能优异的复合材料已经成为复合材料领域中的一个重要研究方向。本文以LDPE作为聚合物基体,分别添加掺杂比不同的纳米铁酸铋（Nano-Bi Fe O3）和微米铁酸铋（Micro-Bi Fe O3）制备出纳米复合材料及微米复合材料。将制备出的复合材料经稳恒磁场处理后,通过原子力显微镜（AFM）、差示扫描量热分析（DSC）、傅里叶红外光谱（FT-IR）等微观表征方法对微、纳米复合材料进行结构表征和分析。结果表明:纯LDPE及复合材料经过磁化处理后其球晶尺寸增大,结晶形态发生改变。复合材料的结晶度有所提高且熔融峰温向高温区移动。LDPE的大分子间作用力受到磁场影响取向增强,促进了LDPE球晶的形成,导致磁化后样品的结晶度增大。本文...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BiFeO3的晶格结构
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-10-图2-1微米铁酸铋的制备工艺流程图Fig2-1Micronbismuthferratepreparationprocessflowchart2.1.2溶胶-凝胶法制备纳米铁酸铋粉体溶胶-凝胶法的优势表现为可以在分子水平上进行控制而提高材料的均匀性，对制备不同维材料都表现出较高的适应性，因而属于一种常用的湿化学方法[34]。在制备过程中主要是将无机盐原料溶于溶剂中，适当的进行混合而形成均匀溶液，产生水解或醇解反应。在此基础上所得粒子聚集而形成溶胶，并聚合凝胶化。本文通过硝酸铋以及硝酸铁配置出Bi、Fe离子的络合物混合溶液，适当的进行加热处理，使得络合物在一定的蒸发作用下而形成氧键的交联，其中的颗粒物可以不断的聚合而形成溶胶胶体，通过化学键作用而形成交联的三维立体网状凝胶。这种物质是胶粒通过化学键交联得到，此过程中存在金属盐的过饱和析出，能够生成均匀性良好的产物。由于此时所形成的凝胶为可逆凝胶，因此在溶胶转化为凝胶的初期由于有大量的溶剂的存在而使凝胶的稳定性变差，
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-12-图2-2纳米铁酸铋制备工艺流程图Fig.2-2Processofbismuthferrateatnanometerscale2.2铁酸铋颗粒结构与性能表征2.2.1扫描电子显微镜分析为了获取实验所得BiFeO3颗粒的微观形貌特性，选择利用扫描电子显微镜对粉体进行了微观形貌表征，在此基础上确定出这种颗粒的尺寸形貌特征。将实验所用的铁酸铋粉末制备成无水乙醇与铁酸铋混合液体，对相应的溶液进行适当的超声混合十分钟，对处理后的溶液滴加到样品台上观察。使用冷场发射扫描电镜（HITACHISU8020）获取的微米、纳米颗粒的微观结构形貌，如图2-3、2-4所示。由图2-3可以看出，铁酸铋微米颗粒分散性较好，颗粒整体呈片状结构，直径大小约为1~2μm，厚度约为0.1μm。微米尺寸颗粒间较为紧密。由图2-4
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合电介纳米质的短时击穿及长时失效特性[J]. 聂永杰,赵现平,张少泉,陈晓云. 云南电力技术. 2019(04)
[2]铁酸铋的制备及其在光催化领域的研究进展[J]. 卢鹏,胡雪利,赖昕,刘小平,芦婉婷,王晓雪,邱建. 应用化工. 2018(06)
[3]高压直流电缆绝缘材料研究进展评述[J]. 赵健康,赵鹏,陈铮铮,欧阳本红,郑新龙. 高电压技术. 2017(11)
[4]纳米Al2O3对低密度聚乙烯高压直流电缆绝缘材料性能影响研究[J]. 王思蛟,查俊伟,王俊甫,党智敏. 中国电机工程学报. 2016(24)
[5]原子力显微镜在高分子物理实验教学中的应用[J]. 刘晶如,李银成,俞强. 电子显微学报. 2016(02)
[6]SEBS、纳米SiO2协同作用改性PP的研究[J]. 王莹,王扬丹,彭履瑶,余俊熹,熊云,彭娅. 化工新型材料. 2014(12)
[7]蒙脱土/聚丙烯复合材料结晶形态及耐电树枝化特性[J]. 迟晓红,俞利,郑杰,高俊国,张晓虹. 复合材料学报. 2015(01)
[8]Bi0.9Ho0.1Fe0.95Cr0.05O3陶瓷制备及表征[J]. 谢群锋,张铭,胡州,邓浩亮,仲麒,严辉. 功能材料. 2013(16)
[9]纳米粒子改性聚乙烯直流电缆绝缘材料研究（Ⅰ）[J]. 陈曦,吴锴,王霞,成永红,屠德民,秦楷. 高电压技术. 2012(10)
[10]多铁材料BiFeO3的制备与表征[J]. 宋伟,王暄,张冬,孙志,韩柏,何丽娟,雷清泉. 无机材料学报. 2012(10)
博士论文
[1]微、纳米ZnO/LDPE复合材料结构形态与介电性能研究[D]. 程羽佳.哈尔滨理工大学 2017
硕士论文
[1]聚乙烯基微—纳米复合材料介电性能研究[D]. 程成.哈尔滨理工大学 2017
[2]钙钛矿锰氧化物纳米材料的制备与磁性研究[D]. 张希媛.南京航空航天大学 2016
[3]不同纳米颗粒复合低密度聚乙烯的空间电荷特性研究[D]. 叶青.北京交通大学 2014
本文编号：3139826
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BiFeO3的晶格结构
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-10-图2-1微米铁酸铋的制备工艺流程图Fig2-1Micronbismuthferratepreparationprocessflowchart2.1.2溶胶-凝胶法制备纳米铁酸铋粉体溶胶-凝胶法的优势表现为可以在分子水平上进行控制而提高材料的均匀性，对制备不同维材料都表现出较高的适应性，因而属于一种常用的湿化学方法[34]。在制备过程中主要是将无机盐原料溶于溶剂中，适当的进行混合而形成均匀溶液，产生水解或醇解反应。在此基础上所得粒子聚集而形成溶胶，并聚合凝胶化。本文通过硝酸铋以及硝酸铁配置出Bi、Fe离子的络合物混合溶液，适当的进行加热处理，使得络合物在一定的蒸发作用下而形成氧键的交联，其中的颗粒物可以不断的聚合而形成溶胶胶体，通过化学键作用而形成交联的三维立体网状凝胶。这种物质是胶粒通过化学键交联得到，此过程中存在金属盐的过饱和析出，能够生成均匀性良好的产物。由于此时所形成的凝胶为可逆凝胶，因此在溶胶转化为凝胶的初期由于有大量的溶剂的存在而使凝胶的稳定性变差，
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-12-图2-2纳米铁酸铋制备工艺流程图Fig.2-2Processofbismuthferrateatnanometerscale2.2铁酸铋颗粒结构与性能表征2.2.1扫描电子显微镜分析为了获取实验所得BiFeO3颗粒的微观形貌特性，选择利用扫描电子显微镜对粉体进行了微观形貌表征，在此基础上确定出这种颗粒的尺寸形貌特征。将实验所用的铁酸铋粉末制备成无水乙醇与铁酸铋混合液体，对相应的溶液进行适当的超声混合十分钟，对处理后的溶液滴加到样品台上观察。使用冷场发射扫描电镜（HITACHISU8020）获取的微米、纳米颗粒的微观结构形貌，如图2-3、2-4所示。由图2-3可以看出，铁酸铋微米颗粒分散性较好，颗粒整体呈片状结构，直径大小约为1~2μm，厚度约为0.1μm。微米尺寸颗粒间较为紧密。由图2-4
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合电介纳米质的短时击穿及长时失效特性[J]. 聂永杰,赵现平,张少泉,陈晓云. 云南电力技术. 2019(04)
[2]铁酸铋的制备及其在光催化领域的研究进展[J]. 卢鹏,胡雪利,赖昕,刘小平,芦婉婷,王晓雪,邱建. 应用化工. 2018(06)
[3]高压直流电缆绝缘材料研究进展评述[J]. 赵健康,赵鹏,陈铮铮,欧阳本红,郑新龙. 高电压技术. 2017(11)
[4]纳米Al2O3对低密度聚乙烯高压直流电缆绝缘材料性能影响研究[J]. 王思蛟,查俊伟,王俊甫,党智敏. 中国电机工程学报. 2016(24)
[5]原子力显微镜在高分子物理实验教学中的应用[J]. 刘晶如,李银成,俞强. 电子显微学报. 2016(02)
[6]SEBS、纳米SiO2协同作用改性PP的研究[J]. 王莹,王扬丹,彭履瑶,余俊熹,熊云,彭娅. 化工新型材料. 2014(12)
[7]蒙脱土/聚丙烯复合材料结晶形态及耐电树枝化特性[J]. 迟晓红,俞利,郑杰,高俊国,张晓虹. 复合材料学报. 2015(01)
[8]Bi0.9Ho0.1Fe0.95Cr0.05O3陶瓷制备及表征[J]. 谢群锋,张铭,胡州,邓浩亮,仲麒,严辉. 功能材料. 2013(16)
[9]纳米粒子改性聚乙烯直流电缆绝缘材料研究（Ⅰ）[J]. 陈曦,吴锴,王霞,成永红,屠德民,秦楷. 高电压技术. 2012(10)
[10]多铁材料BiFeO3的制备与表征[J]. 宋伟,王暄,张冬,孙志,韩柏,何丽娟,雷清泉. 无机材料学报. 2012(10)
博士论文
[1]微、纳米ZnO/LDPE复合材料结构形态与介电性能研究[D]. 程羽佳.哈尔滨理工大学 2017
硕士论文
[1]聚乙烯基微—纳米复合材料介电性能研究[D]. 程成.哈尔滨理工大学 2017
[2]钙钛矿锰氧化物纳米材料的制备与磁性研究[D]. 张希媛.南京航空航天大学 2016
[3]不同纳米颗粒复合低密度聚乙烯的空间电荷特性研究[D]. 叶青.北京交通大学 2014
本文编号：3139826
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3139826.html
最近更新
教材专著
