低气压低温等离子体改性纳米SiO 2 /环氧树脂绝缘特性研究

发布时间：2023-03-18 15:44

　　由于我国能源分布不均,并且社会对用电量的需求日益增加,发展超特高压、大容量、远距离输电成为了必然趋势,故电力装备也面对着愈发复杂的绝缘要求。而纳米复合材料因为其制备简单、性能改善明显等原因,被广泛使用在新型电力设备中。本文采用低气压低温等离子体氟化技术协同偶联剂改性纳米SiO2,并研究了填充不同含量氟化SiO2/环氧树脂的绝缘特性。首先搭建了实现低气压低温等离子体氟化技术的实验平台,研究了不同气压、电压条件下CF4/N2低温等离子体的放电特性、发射光谱以及等离子体温度,表明在所研究的气压、电压内等离子体分布均匀,其电子温度最小为0.487 eV,可使C-F断键,为SiO2改性提供条件;然后利用X射线电子能谱、傅里叶红外光谱、扫描电镜对改性后的纳米SiO2进行表征,结果c显示F元素以CF2的形式被成功地引入纳米SiO2表面;最后制备了 1～10wt%质量分数的纳米SiO2/环氧树脂试样,测试了其热老化前后的绝缘特性。实验结果表明,经过改性后的纳米SiO2在环氧树脂中分布均匀。等离子体氟化SiO2/环氧树脂试样的局放起始电压在5 wt%处达到最大值25.2 kV;在3 wt%处,其击穿场强...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 纳米复合材料研究现状
        1.2.2 低温等离子体改性应用研究
        1.2.3 低温等离子体氟化研究
    1.3 本文主要研究内容
2 低气压介质阻挡放电条件下纳米SiO₂表面氟化研究
    2.1 纳米SiO₂预处理
    2.2 低气压CF₄/N₂等离子体发射光谱诊断
        2.2.1 实验装置
        2.2.2 不同条件下的放电现象分析
        2.2.3 不同条件下的放电功率分析
        2.2.4 不同条件下的发射光谱分析
        2.2.5 不同条件下的等离子体温度分析
    2.3 等离子体氟化改性纳米SiO₂样品微观性能表征及分析
        2.3.1 改性后纳米SiO₂的XPS分析
        2.3.2 改性后纳米SiO₂的FT-IR分析
        2.3.3 改性后纳米SiO₂的能谱分析
        2.3.4 改性后纳米SiO₂的SEM分析
    2.4 本章小结
3 等离子体氟化纳米SiO₂/环氧树脂制备与绝缘特性测试
    3.1 低气压等离子体氟化改性纳米SiO₂/环氧树脂样品制备
        3.1.1 样品制备所需原材料
        3.1.2 样品制备流程
    3.2 复合材料微观SEM分析
    3.3 复合材料绝缘特性测试
        3.3.1 局部放电特性
        3.3.2 体积电阻率
        3.3.3 介电特性
    3.4 热老化特性
    3.5 本章小结
4 绝缘性测试结果及分析
    4.1 复合材料SEM分析
    4.2 绝缘性能分析
        4.2.1 局部放电起始电压
        4.2.2 短时交流击穿场强
        4.2.3 体积电阻率
        4.2.4 介电特性
    4.3 热老化测试结果与分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表论文



本文编号：3763410