MMT/SiO 2 /LDPE微納米復(fù)合電介質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)與電學(xué)性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-23 21:29
在聚合物中摻雜適量的無(wú)機(jī)納米顆?娠@著改善其某些電學(xué)性能,并同時(shí)賦予其優(yōu)異的力學(xué)性能和熱學(xué)性能。而半結(jié)晶聚合物的電學(xué)性能依賴于聚合物本身的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),如結(jié)晶度、結(jié)晶尺寸、晶界以及內(nèi)部缺陷等。在半結(jié)晶聚合物中添加無(wú)機(jī)顆粒必然會(huì)影響其分子鏈段的運(yùn)動(dòng)能力以及聚集態(tài)結(jié)構(gòu),因此,需要探究不同無(wú)機(jī)顆粒對(duì)聚合物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響,揭示無(wú)機(jī)顆粒/聚合物微納米復(fù)合材料電學(xué)性能的微觀機(jī)制。以低密度聚乙烯(LDPE)為基體,以表面疏水改性的納米SiO2顆粒和超聲處理的有機(jī)化MMT顆粒為無(wú)機(jī)填料,釆用熔融共混法分別制備了納米SiO2/LDPE復(fù)合材料、MMT/LDPE復(fù)合材料和MMT/SiO2/LDPE多元復(fù)合材料。利用差示掃描量熱儀(DSC)、X射線衍射儀(XRD)、偏光顯微鏡(PLM)和原子力顯微鏡(AFM)等對(duì)LDPE、SiO2/LDPE復(fù)合材料、MMT/LDPE復(fù)合材料和MMT/SiO2/LDPE多元復(fù)合材料的結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程、結(jié)晶形態(tài)以及晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析表征。結(jié)果表明:納米SiO...
【文章來(lái)源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 納米復(fù)合電介質(zhì)電性能的研究現(xiàn)狀
1.2.1 納米顆粒的類(lèi)別和含量對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.2 納米顆粒的粒徑對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.3 納米顆粒的形狀對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.4 納米顆粒分散性對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.5 其他處理方式對(duì)納米復(fù)合電介質(zhì)電學(xué)性能的影響
1.3 納米復(fù)合電介質(zhì)的理論研究現(xiàn)狀
1.3.1 介電雙層理論
1.3.2 多核模型
1.3.3 多區(qū)域結(jié)構(gòu)模型
1.3.4 誘導(dǎo)電勢(shì)阱理論
1.4 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能的研究現(xiàn)狀
1.4.1 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與電荷遷移的關(guān)系
1.4.2 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與電荷陷阱的關(guān)系
1.4.3 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與耐電強(qiáng)度的關(guān)系
1.5 論文的主要工作及研究?jī)?nèi)容
第2章 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)的制備與結(jié)構(gòu)表征
2.1 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)的制備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 蒙脫土的有機(jī)化及超聲處理
2.1.3 微納米復(fù)合電介質(zhì)的制備
2.2 微納米復(fù)合電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)表征
2.2.1 無(wú)機(jī)顆粒分散性表征
2.2.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
2.2.3 結(jié)晶行為表征
2.2.4 結(jié)晶形態(tài)表征
2.2.5 晶體參數(shù)表征
2.3 微納米復(fù)合電介質(zhì)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能研究
3.1 電樹(shù)枝引發(fā)與生長(zhǎng)機(jī)理
3.1.1 氣隙放電理論
3.1.2 麥克斯韋電-機(jī)械應(yīng)力理論
3.1.3 電荷注入與抽出理論
3.1.4 熱電子理論
3.1.5 光降解理論
3.2 電樹(shù)枝樣品制備與電樹(shù)枝引發(fā)
3.2.1 電樹(shù)枝樣品制備
3.2.2 電樹(shù)枝引發(fā)實(shí)驗(yàn)
3.3 微納米復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能
3.3.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性
3.3.2 電樹(shù)枝形態(tài)特征
3.3.3 分形維數(shù)特征
3.3.4 微納米復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能分析
2/LDPE多元復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能"> 3.4 MMT/SiO2/LDPE多元復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能
3.4.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性
3.4.2 電樹(shù)枝形態(tài)特征
3.4.3 分形維數(shù)特征
3.4.4 多元摻雜抑制電樹(shù)枝生長(zhǎng)的機(jī)理分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于局部放電特征研究蒙脫土/聚乙烯復(fù)合材料的耐電樹(shù)枝性能
4.1電樹(shù)枝引發(fā)與局部放電聯(lián)合實(shí)驗(yàn)
4.1.1 電樹(shù)枝與局部放電聯(lián)合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
4.1.2 局部放電信號(hào)頻譜特征量的提取
4.2 蒙脫土/聚乙烯復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能
4.2.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性
4.2.2 電樹(shù)枝形態(tài)特征
4.3 電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程中的局部放電特性
4.3.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程中φ-q-n信號(hào)
4.3.2 電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程中φ-f信號(hào)
4.4 超聲處理MMT對(duì)電樹(shù)枝的抑制機(jī)理
4.5 本章小結(jié)
第5章 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)介電性能研究
5.1 陷阱特性測(cè)試與分析
5.1.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.2 寬頻介電特性測(cè)試與分析
5.2.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.3 伏安特性測(cè)試與分析
5.3.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.4 擊穿強(qiáng)度測(cè)試與分析
5.4.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.5 微納米復(fù)合電介質(zhì)介電性能分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱塑性電力電纜絕緣材料:歷史與發(fā)展[J]. 黃興溢,張軍,江平開(kāi). 高電壓技術(shù). 2018(05)
[2]擠包絕緣高壓直流電纜的發(fā)展[J]. 鐘力生,任海洋,曹亮,趙薇,高景暉. 高電壓技術(shù). 2017(11)
[3]納米復(fù)合聚乙烯材料中的兩相界面及其荷電行為[J]. 趙洪,閆志雨,楊佳明,鄭昌佶,王暄,韓寶忠. 高電壓技術(shù). 2017(09)
[4]聚合物納米復(fù)合電介質(zhì)的擊穿性能[J]. 王威望,李盛濤,劉文鳳. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(16)
[5]電壓穩(wěn)定劑提高PE/XLPE絕緣耐電性能研究綜述[J]. 李春陽(yáng),韓寶忠,張城城,張輝,王暄,趙洪. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[6]TiO2納米顆粒增強(qiáng)LDPE復(fù)合電介質(zhì)的絕緣性能研究[J]. 賀亞娜,徐任信. 絕緣材料. 2017(07)
[7]CB/LDPE復(fù)合介質(zhì)抑制空間電荷機(jī)制及電導(dǎo)特性對(duì)電場(chǎng)分布的影響[J]. 閆志雨,趙洪,韓寶忠,楊佳明,王穎,張輝. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(14)
[8]基于α松弛分析CB/LDPE納米復(fù)合介質(zhì)空間電荷特性[J]. 閆志雨,趙洪,韓寶忠,楊佳明,陳俊岐. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]納米顆粒形狀對(duì)線性低密度聚乙烯納米復(fù)合介質(zhì)電學(xué)性能的影響[J]. 黃興溢,張強(qiáng),江平開(kāi). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(24)
[10]聚合物納米復(fù)合材料的界面特性[J]. 何金良,彭思敏,周垚,楊洋,胡軍. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(24)
博士論文
[1]納米蒙脫土/聚烯烴復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形態(tài)與電樹(shù)生長(zhǎng)機(jī)理研究[D]. 遲曉紅.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[2]聚乙烯/納米蒙脫土復(fù)合物的空間電荷特性與介電性能研究[D]. 高俊國(guó).哈爾濱理工大學(xué) 2013
[3]聚乙烯/無(wú)機(jī)填料復(fù)合材料非線性電導(dǎo)特性及機(jī)理研究[D]. 郭文敏.哈爾濱理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]低密度聚乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料水樹(shù)枝生長(zhǎng)與擊穿特性[D]. 俸波.重慶大學(xué) 2012
本文編號(hào):3156073
【文章來(lái)源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 納米復(fù)合電介質(zhì)電性能的研究現(xiàn)狀
1.2.1 納米顆粒的類(lèi)別和含量對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.2 納米顆粒的粒徑對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.3 納米顆粒的形狀對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.4 納米顆粒分散性對(duì)聚合物電學(xué)性能的影響
1.2.5 其他處理方式對(duì)納米復(fù)合電介質(zhì)電學(xué)性能的影響
1.3 納米復(fù)合電介質(zhì)的理論研究現(xiàn)狀
1.3.1 介電雙層理論
1.3.2 多核模型
1.3.3 多區(qū)域結(jié)構(gòu)模型
1.3.4 誘導(dǎo)電勢(shì)阱理論
1.4 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能的研究現(xiàn)狀
1.4.1 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與電荷遷移的關(guān)系
1.4.2 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與電荷陷阱的關(guān)系
1.4.3 聚乙烯聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與耐電強(qiáng)度的關(guān)系
1.5 論文的主要工作及研究?jī)?nèi)容
第2章 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)的制備與結(jié)構(gòu)表征
2.1 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)的制備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.2 蒙脫土的有機(jī)化及超聲處理
2.1.3 微納米復(fù)合電介質(zhì)的制備
2.2 微納米復(fù)合電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)表征
2.2.1 無(wú)機(jī)顆粒分散性表征
2.2.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
2.2.3 結(jié)晶行為表征
2.2.4 結(jié)晶形態(tài)表征
2.2.5 晶體參數(shù)表征
2.3 微納米復(fù)合電介質(zhì)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能研究
3.1 電樹(shù)枝引發(fā)與生長(zhǎng)機(jī)理
3.1.1 氣隙放電理論
3.1.2 麥克斯韋電-機(jī)械應(yīng)力理論
3.1.3 電荷注入與抽出理論
3.1.4 熱電子理論
3.1.5 光降解理論
3.2 電樹(shù)枝樣品制備與電樹(shù)枝引發(fā)
3.2.1 電樹(shù)枝樣品制備
3.2.2 電樹(shù)枝引發(fā)實(shí)驗(yàn)
3.3 微納米復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能
3.3.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性
3.3.2 電樹(shù)枝形態(tài)特征
3.3.3 分形維數(shù)特征
3.3.4 微納米復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能分析
2/LDPE多元復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能"> 3.4 MMT/SiO2/LDPE多元復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能
3.4.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性
3.4.2 電樹(shù)枝形態(tài)特征
3.4.3 分形維數(shù)特征
3.4.4 多元摻雜抑制電樹(shù)枝生長(zhǎng)的機(jī)理分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于局部放電特征研究蒙脫土/聚乙烯復(fù)合材料的耐電樹(shù)枝性能
4.1電樹(shù)枝引發(fā)與局部放電聯(lián)合實(shí)驗(yàn)
4.1.1 電樹(shù)枝與局部放電聯(lián)合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
4.1.2 局部放電信號(hào)頻譜特征量的提取
4.2 蒙脫土/聚乙烯復(fù)合電介質(zhì)耐電樹(shù)枝性能
4.2.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性
4.2.2 電樹(shù)枝形態(tài)特征
4.3 電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程中的局部放電特性
4.3.1 電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程中φ-q-n信號(hào)
4.3.2 電樹(shù)枝生長(zhǎng)過(guò)程中φ-f信號(hào)
4.4 超聲處理MMT對(duì)電樹(shù)枝的抑制機(jī)理
4.5 本章小結(jié)
第5章 低密度聚乙烯基微納米復(fù)合電介質(zhì)介電性能研究
5.1 陷阱特性測(cè)試與分析
5.1.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.2 寬頻介電特性測(cè)試與分析
5.2.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.3 伏安特性測(cè)試與分析
5.3.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.4 擊穿強(qiáng)度測(cè)試與分析
5.4.1 實(shí)驗(yàn)與樣品
5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
5.5 微納米復(fù)合電介質(zhì)介電性能分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱塑性電力電纜絕緣材料:歷史與發(fā)展[J]. 黃興溢,張軍,江平開(kāi). 高電壓技術(shù). 2018(05)
[2]擠包絕緣高壓直流電纜的發(fā)展[J]. 鐘力生,任海洋,曹亮,趙薇,高景暉. 高電壓技術(shù). 2017(11)
[3]納米復(fù)合聚乙烯材料中的兩相界面及其荷電行為[J]. 趙洪,閆志雨,楊佳明,鄭昌佶,王暄,韓寶忠. 高電壓技術(shù). 2017(09)
[4]聚合物納米復(fù)合電介質(zhì)的擊穿性能[J]. 王威望,李盛濤,劉文鳳. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(16)
[5]電壓穩(wěn)定劑提高PE/XLPE絕緣耐電性能研究綜述[J]. 李春陽(yáng),韓寶忠,張城城,張輝,王暄,趙洪. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(16)
[6]TiO2納米顆粒增強(qiáng)LDPE復(fù)合電介質(zhì)的絕緣性能研究[J]. 賀亞娜,徐任信. 絕緣材料. 2017(07)
[7]CB/LDPE復(fù)合介質(zhì)抑制空間電荷機(jī)制及電導(dǎo)特性對(duì)電場(chǎng)分布的影響[J]. 閆志雨,趙洪,韓寶忠,楊佳明,王穎,張輝. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(14)
[8]基于α松弛分析CB/LDPE納米復(fù)合介質(zhì)空間電荷特性[J]. 閆志雨,趙洪,韓寶忠,楊佳明,陳俊岐. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]納米顆粒形狀對(duì)線性低密度聚乙烯納米復(fù)合介質(zhì)電學(xué)性能的影響[J]. 黃興溢,張強(qiáng),江平開(kāi). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(24)
[10]聚合物納米復(fù)合材料的界面特性[J]. 何金良,彭思敏,周垚,楊洋,胡軍. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(24)
博士論文
[1]納米蒙脫土/聚烯烴復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形態(tài)與電樹(shù)生長(zhǎng)機(jī)理研究[D]. 遲曉紅.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[2]聚乙烯/納米蒙脫土復(fù)合物的空間電荷特性與介電性能研究[D]. 高俊國(guó).哈爾濱理工大學(xué) 2013
[3]聚乙烯/無(wú)機(jī)填料復(fù)合材料非線性電導(dǎo)特性及機(jī)理研究[D]. 郭文敏.哈爾濱理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]低密度聚乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料水樹(shù)枝生長(zhǎng)與擊穿特性[D]. 俸波.重慶大學(xué) 2012
本文編號(hào):3156073
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