與純聚乙烯絕緣材料相比,聚乙烯/氧化鎂納米復(fù)合材料由于具有更高的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械性能,并且能夠抑制材料在高壓直流電場作用下的空間電荷累積,有望成為下一代高壓電力設(shè)備的絕緣材料。然而,在高壓電力設(shè)備的長期運(yùn)行過程中,聚乙烯絕緣材料不僅會(huì)承受高電壓的作用還會(huì)受到高溫環(huán)境的影響而逐漸出現(xiàn)熱氧老化的現(xiàn)象,在熱氧老化的過程中聚乙烯材料分子鏈的三級碳原子會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致分子鏈斷裂并且生成大量的自由基,該過程的進(jìn)行會(huì)引起材料絕緣性能的下降,最終造成聚乙烯材料的絕緣失效,因此有必要研究具有抗熱老化能力的聚乙烯納米復(fù)合材料。本文選用LDPE/MgO納米復(fù)合材料為研究對象,以LDPE/SiO₂和LDPE/ZnO納米復(fù)合材料為對照組,對熱老化后聚乙烯納米復(fù)合材料的形貌特性、分子結(jié)構(gòu)、擊穿場強(qiáng)、介電特性以及空間電荷行為特性等多個(gè)性能進(jìn)行了測試分析,揭示了聚乙烯納米復(fù)合材料的抗熱老化機(jī)理,為制備具有抗熱老化能力的聚乙烯納米復(fù)合材料的納米粒子種類的選擇和濃度的控制提供了指導(dǎo)。本文完成的主要的工作如下:（1）研究了LDPE/MgO、LDPE/ZnO和LDPE\SiO₂... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

納米粒子提高聚合物基體熱導(dǎo)系數(shù)示意圖

1 緒 論所周知，固體能帶理論有效的解釋了半導(dǎo)體、導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別通過計(jì)算材料的態(tài)密度能夠得到絕緣材料的電荷陷阱分布情況[135-136十年里，由于利用固體能帶理論計(jì)算聚乙烯材料的態(tài)密度的計(jì)算量研究較少，然而近十年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，眾多的分子了我們計(jì)算聚乙烯材料態(tài)密度的重要手段。

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文其研究結(jié)果給出了多種常見的分子基團(tuán)的電荷陷阱深度，并且指出了物理性質(zhì)的缺陷所引起的電荷陷阱深度一般在 0.15eV 到 0.3eV，而化學(xué)性質(zhì)的缺陷所引起的電荷陷阱深度則能達(dá)到 1eV 以上[139]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，近些年來 S. Boggs 等人進(jìn)一步利用分子模擬技術(shù)研究了不同分子結(jié)構(gòu)缺陷對聚乙烯材料態(tài)密度的作用情況，計(jì)算得到了聚乙烯材料的禁帶寬度約為 6.0eV，與利用 DFT方法計(jì)算得到的數(shù)值一致，也與實(shí)際測量值 8.8eV 較為相近，此外，該研究結(jié)果還指出若聚乙烯材料內(nèi)存在大量的羥基，聚乙烯材料的禁帶寬度會(huì)減少大約 2.36eV，即羥基會(huì)引入大量的電荷陷阱[140-141]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]低密度聚乙烯納米復(fù)合介質(zhì)中電荷輸運(yùn)的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 吳建東.上海交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]交聯(lián)聚乙烯熱老化監(jiān)測及快速熱壽命評估[D]. 霍瑞美.上海交通大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：3060422