聚合物基納米電介質(zhì)材料因其優(yōu)異的電氣性能、熱性能廣泛應(yīng)用于電氣絕緣、變頻電機(jī)、直流電纜等領(lǐng)域。由于界面層是決定納米復(fù)合電介質(zhì)材料熱性能和電性能優(yōu)劣的關(guān)鍵因素,已成為納米電介質(zhì)材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文以非晶極性聚酰亞胺（PI）、半結(jié)晶非極性低密度聚乙烯（LDPE）和交聯(lián)聚乙烯（XLPE）為基體材料,摻雜SiO₂、氣相SiO₂（V-SiO₂）、偶聯(lián)劑包覆氣相SiO₂（K-SiO₂）,研究顆粒尺寸、組分、表面修飾及基體特性等因素對(duì)復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)的影響;在施加電場(chǎng)和溫度場(chǎng)下,研究復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)演化規(guī)律及對(duì)介電性能的影響。論文主要工作如下。采用原位聚合法制備了不同尺寸、組分的SiO₂/PI、V-SiO₂/PI和K-SiO₂/PI復(fù)合薄膜,采用SAXS、TEM等測(cè)試手段表征復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu),研究不同尺寸、組分和表面修飾的SiO₂顆粒在PI基體中的分散性及與界面層之間關(guān)系。研究結(jié)果表明,SiO_2<... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：150 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

PI分子結(jié)構(gòu)

圖 1-2 (a)理想兩項(xiàng)體界面 (b)彌散的片晶 (c)片晶流蘇型膠束結(jié)構(gòu)Figure 1-2 Two-phase structure of polymer(a) ideal interfacial (b) diffuse lamellar (c) structure of tassel micelle lamellar1973 年，Vonk[98,99]基于樣品電子密度線性變化，提出一維關(guān)聯(lián)函數(shù)（1DCF），計(jì)算 SAXS 數(shù)據(jù)所得到的過(guò)渡區(qū)域，這是基于對(duì) Porod 定律修正得到的方法。1981 年，Roe 等人[100]對(duì) Porod 定律修正后得到：在 X 射線小角衍射中，樣品中存在大量缺陷，表現(xiàn)為正偏離；樣品存在一個(gè)擴(kuò)散過(guò)渡層表現(xiàn)為負(fù)偏離。隨著技術(shù)進(jìn)步，SAXS 數(shù)據(jù)由針孔準(zhǔn)直發(fā)展為狹縫準(zhǔn)直。盡管針孔準(zhǔn)直使用針孔準(zhǔn)直散射強(qiáng)度產(chǎn)生的理想方法，直接估算過(guò)渡層厚度。狹縫準(zhǔn)值器提供一個(gè)更高強(qiáng)度和分辨能力及更低干擾散射，狹縫散射受到更廣泛應(yīng)用。1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容本課題得到國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目“交聯(lián)聚乙烯絕緣材料直流介電性能改善及其機(jī)理研究”（51337002）和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“同步輻射 X 射線研究外場(chǎng)下聚酰亞胺基納米雜化薄膜微結(jié)構(gòu)演化及對(duì)介電性能的影響”（51077028）資助。根據(jù)目前對(duì)聚合物基復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)與性能研究存在的問(wèn)題和難點(diǎn)，本文

- 15 -圖 1-3 研究方案Figure 1-3 Project design demonstration具體研究?jī)?nèi)容如下：1. 采用氣相法制備 SiO2顆粒（V-SiO2），通過(guò)表面氨基硅烷偶聯(lián)劑 KH550改性 SiO2顆粒（K-SiO2）；采用原位聚合法制備不同尺寸、組分的 SiO2/PI、V-SiO2/PI 和 K-SiO2/PI 復(fù)合薄膜，采用共混法制備 V-SiO2/LDPE、K-SiO2/LDPE、V-SiO2/XLPE 和 K-SiO2/XLPE 復(fù)合薄膜，研究顆粒表面狀態(tài)對(duì)復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響；2. 采用可視的 TEM 和無(wú)損的 SAXS 測(cè)試方法研究顆粒粒徑分布、界面層、分形特征等復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)特性，探索顆粒尺寸、組分對(duì)復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)影響規(guī)律；對(duì)復(fù)合薄膜進(jìn)行耐電暈測(cè)試，研究微結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合薄膜耐電暈性能的影響；3. 通過(guò)對(duì) SiO2/PI 復(fù)合薄膜進(jìn)行介電性能和熱性能測(cè)試，研究 SiO2組分對(duì)SiO2/PI 復(fù)合薄膜介電常數(shù)、介電損耗、電導(dǎo)率的影響；對(duì)復(fù)合薄膜施加高、低溫度場(chǎng)，研究微觀結(jié)構(gòu)演化規(guī)律，建立復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)與介電、熱學(xué)、電學(xué)

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3029438