納米纖維素/氮化硼填充液晶環(huán)氧樹脂的制備及導(dǎo)熱性能研究
發(fā)布時間:2021-04-27 09:44
環(huán)氧樹脂具有良好的介電性能、力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕及耐熱性能,因而被廣泛應(yīng)用于電氣工程領(lǐng)域,但其導(dǎo)熱性能較差制約了其應(yīng)用范圍。隨著電力系統(tǒng)向高電壓、大容量發(fā)展,設(shè)備單位體積內(nèi)產(chǎn)生的熱量將急劇增加,會導(dǎo)致環(huán)氧樹脂絕緣發(fā)生劣化,這就要求環(huán)氧樹脂具備較好的導(dǎo)熱性和耐熱性。本文制備了一種具有良好導(dǎo)熱性能的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,并對復(fù)合材料的憎水性能、力學(xué)特性、導(dǎo)熱性能及電氣絕緣性能進行了深入的研究,論文的主要內(nèi)容包括:(1)研究了一種納米纖維素/氮化硼納米片(CNF/BNNSs)填充液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備方法。以聯(lián)苯型液晶環(huán)氧樹脂為基體,BNNSs為導(dǎo)熱填料,采用纖維素納米纖維在提高BNNSs分散性的同時構(gòu)建聲子傳播通道,并探討了固化溫度及纖維素的引入對液晶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂的液晶性出現(xiàn)在106.8168.3℃之間,當(dāng)固化溫度為120℃和150℃時可以得到各向異性的液晶態(tài)環(huán)氧樹脂,固化溫度高于168.3℃時得到各向同性的無定型環(huán)氧樹脂。纖維素的加入可以提高氮化硼在環(huán)氧樹脂中的分散性。(2)對CNF/BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合...
【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
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱機理
1.2.1 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱微觀機理
1.2.2 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響因素
1.2.3 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱模型
1.3 導(dǎo)熱絕緣聚合物材料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 本征型導(dǎo)熱絕緣聚合物材料的研究現(xiàn)狀
1.3.2 填充型導(dǎo)熱絕緣聚合物材料的研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究內(nèi)容
2 CNF/BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂的制備
2.1 引言
2.2 制備原理
2.3 制備原料及流程
2.3.1 制備原料
2.3.2 制備流程
2.4 固化溫度對液晶環(huán)氧樹脂的影響
2.4.1 差示掃描量熱
2.4.2 傅里葉熱紅外光譜
2.4.3 偏光顯微分析
2.4.4 熱導(dǎo)率
2.5 纖維素修飾對BNNSS/液晶環(huán)氧樹脂的影響
2.5.1 氮化硼納米片在纖維素中分散性
2.5.2 氮化硼納米片/纖維素納米纖維熱導(dǎo)率
2.6 本章小結(jié)
3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的基本理化性能
3.1 引言
3.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的疏水性
3.3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.3.1 拉伸強度
3.3.2 沖擊強度
3.3.3 斷面微觀形貌
3.4 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的介電性能
3.4.1 相對介電常數(shù)
3.4.2 介電損耗
3.4.3 體積電阻率
3.5 本章小結(jié)
4 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
4.1 引言
4.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率
4.3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性
4.3.1 熱失重
4.3.2 動態(tài)機械性能
4.4 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱機理
4.4.1 CNF/BNNSs填充無定型環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
4.4.2 BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
4.4.3 CNF/BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
4.5 小結(jié)
5 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的電氣性能
5.1 引言
5.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的放電特性
5.2.1 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的交流擊穿試驗
5.2.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的局部放電試驗
5.3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的空間電荷消散特性
5.3.1 試驗方法與裝置
5.3.2 空間電荷特性及分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄
A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研課題
【參考文獻】:
期刊論文
[1]填充型高導(dǎo)熱絕緣材料研究綜述[J]. 袁立敏,陳華,馮鑫,樊小朝,姜波. 絕緣材料. 2017(08)
[2]本征導(dǎo)熱熱塑性聚合物研究進展[J]. 龔瑩,周文英,徐麗,彭建東,趙偉,閆智偉. 中國塑料. 2017(04)
[3]現(xiàn)代顯微成像技術(shù)綜述[J]. 張祥翔. 光學(xué)儀器. 2015(06)
[4]纖維素納米纖維增強聚合物復(fù)合材料研究進展[J]. 李勍,陳文帥,于海鵬,劉一星. 林業(yè)科學(xué). 2013(08)
[5]聚合物基絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進展[J]. 李名英,周曦亞,王達,萬杰. 材料導(dǎo)報. 2013(01)
[6]填料粒子形貌對液態(tài)灌封膠粘度與熱導(dǎo)率的影響[J]. 唐裕沛,謝建良,梁迪飛,鄧龍江. 功能材料. 2012(13)
[7]導(dǎo)熱絕緣材料的研究與應(yīng)用[J]. 王文,夏宇. 絕緣材料. 2012(01)
[8]碳化硅/環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能[J]. 顧軍渭,張秋禹,王小強. 中國膠粘劑. 2010(12)
[9]聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的性能及導(dǎo)熱機理[J]. 李賓,劉妍,孫斌,潘敏,戴干策. 化工學(xué)報. 2009(10)
[10]粒子填充聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的數(shù)值模擬[J]. 劉加奇,張立群,楊海波,丁雪佳,陳琪,盧詠來. 復(fù)合材料學(xué)報. 2009(01)
博士論文
[1]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 虞錦洪.上海交通大學(xué) 2012
[2]聚酰亞胺/氮化鋁復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王家俊.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能研究[D]. 張成雨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]氮化硼/環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 侯君.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]硅橡膠材料吸濕性及介電特性的研究[D]. 龔博.華北電力大學(xué) 2015
[4]高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與研究[D]. 彭鵬.上海交通大學(xué) 2011
本文編號:3163241
【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
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
中文摘要
英文摘要
1 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱機理
1.2.1 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱微觀機理
1.2.2 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響因素
1.2.3 聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱模型
1.3 導(dǎo)熱絕緣聚合物材料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 本征型導(dǎo)熱絕緣聚合物材料的研究現(xiàn)狀
1.3.2 填充型導(dǎo)熱絕緣聚合物材料的研究現(xiàn)狀
1.4 本文研究內(nèi)容
2 CNF/BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂的制備
2.1 引言
2.2 制備原理
2.3 制備原料及流程
2.3.1 制備原料
2.3.2 制備流程
2.4 固化溫度對液晶環(huán)氧樹脂的影響
2.4.1 差示掃描量熱
2.4.2 傅里葉熱紅外光譜
2.4.3 偏光顯微分析
2.4.4 熱導(dǎo)率
2.5 纖維素修飾對BNNSS/液晶環(huán)氧樹脂的影響
2.5.1 氮化硼納米片在纖維素中分散性
2.5.2 氮化硼納米片/纖維素納米纖維熱導(dǎo)率
2.6 本章小結(jié)
3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的基本理化性能
3.1 引言
3.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的疏水性
3.3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.3.1 拉伸強度
3.3.2 沖擊強度
3.3.3 斷面微觀形貌
3.4 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的介電性能
3.4.1 相對介電常數(shù)
3.4.2 介電損耗
3.4.3 體積電阻率
3.5 本章小結(jié)
4 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
4.1 引言
4.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率
4.3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性
4.3.1 熱失重
4.3.2 動態(tài)機械性能
4.4 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱機理
4.4.1 CNF/BNNSs填充無定型環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
4.4.2 BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
4.4.3 CNF/BNNSs填充液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
4.5 小結(jié)
5 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的電氣性能
5.1 引言
5.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的放電特性
5.2.1 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的交流擊穿試驗
5.2.2 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的局部放電試驗
5.3 液晶環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的空間電荷消散特性
5.3.1 試驗方法與裝置
5.3.2 空間電荷特性及分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄
A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研課題
【參考文獻】:
期刊論文
[1]填充型高導(dǎo)熱絕緣材料研究綜述[J]. 袁立敏,陳華,馮鑫,樊小朝,姜波. 絕緣材料. 2017(08)
[2]本征導(dǎo)熱熱塑性聚合物研究進展[J]. 龔瑩,周文英,徐麗,彭建東,趙偉,閆智偉. 中國塑料. 2017(04)
[3]現(xiàn)代顯微成像技術(shù)綜述[J]. 張祥翔. 光學(xué)儀器. 2015(06)
[4]纖維素納米纖維增強聚合物復(fù)合材料研究進展[J]. 李勍,陳文帥,于海鵬,劉一星. 林業(yè)科學(xué). 2013(08)
[5]聚合物基絕緣導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進展[J]. 李名英,周曦亞,王達,萬杰. 材料導(dǎo)報. 2013(01)
[6]填料粒子形貌對液態(tài)灌封膠粘度與熱導(dǎo)率的影響[J]. 唐裕沛,謝建良,梁迪飛,鄧龍江. 功能材料. 2012(13)
[7]導(dǎo)熱絕緣材料的研究與應(yīng)用[J]. 王文,夏宇. 絕緣材料. 2012(01)
[8]碳化硅/環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能[J]. 顧軍渭,張秋禹,王小強. 中國膠粘劑. 2010(12)
[9]聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料的性能及導(dǎo)熱機理[J]. 李賓,劉妍,孫斌,潘敏,戴干策. 化工學(xué)報. 2009(10)
[10]粒子填充聚合物基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的數(shù)值模擬[J]. 劉加奇,張立群,楊海波,丁雪佳,陳琪,盧詠來. 復(fù)合材料學(xué)報. 2009(01)
博士論文
[1]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 虞錦洪.上海交通大學(xué) 2012
[2]聚酰亞胺/氮化鋁復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王家俊.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能研究[D]. 張成雨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]氮化硼/環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 侯君.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]硅橡膠材料吸濕性及介電特性的研究[D]. 龔博.華北電力大學(xué) 2015
[4]高導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與研究[D]. 彭鵬.上海交通大學(xué) 2011
本文編號:3163241
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