納米復(fù)合聚乙烯材料中的兩相界面及其荷電行為
本文選題:納米復(fù)合介質(zhì) 切入點:陷阱 出處:《高電壓技術(shù)》2017年09期 論文類型:期刊論文
【摘要】:納米復(fù)合聚烯烴絕緣材料有望在未來應(yīng)用于高壓直流電纜的制造,但納米粒子改善介質(zhì)電性能的根本機(jī)制尚未完全清楚。一般認(rèn)為,在納米復(fù)合聚烯烴介質(zhì)中,納米粒子與聚合物之間形成的兩相界面對材料的宏觀性能起到了關(guān)鍵性作用。Lewis和Takada分別基于膠體化學(xué)和靜電學(xué)理論提出了不同的納米復(fù)合介質(zhì)中的界面模型,Tanaka根據(jù)經(jīng)過表面處理的納米粒子與聚合物基體之間的可能關(guān)系,提出了多核模型。這些模型都強(qiáng)調(diào)了界面對電荷的存儲作用,認(rèn)為復(fù)合介質(zhì)通過存儲電荷來改善介電性能。該文綜合了國內(nèi)外研究人員對納米復(fù)合聚乙烯介質(zhì)界面區(qū)微觀表征的一些成果,研究人員的研究成果表明:靜電力顯微鏡、同步輻射小角X射線散射、Zeta電位測量等方法和技術(shù),可以作為探測納米復(fù)合介質(zhì)中的界面荷電現(xiàn)象的可行的手段。多種方法研究表明:在未經(jīng)極化的Si O2、Al2O3復(fù)合聚乙烯體系中觀測到了界面荷電分布,符合Lewis的界面荷電模型;而未經(jīng)極化的Mg O復(fù)合體系中未探測到界面荷電現(xiàn)象。熱刺激電流(TSC)測試表明復(fù)合體系的共同之處是形成均勻致密分布的深陷阱,而且材料的空間電荷抑制特性與這些深陷阱的存在密切相關(guān)。在納米粒子與聚乙烯的復(fù)合物中,不論是納米粒子與聚乙烯直接接觸荷電,還是通過外場極化形成界面荷電,都可以理解成電荷入陷深陷阱,深陷阱界面荷電區(qū)激發(fā)的庫侖場,是體系抑制空間電荷注入與改善直流電性的可能機(jī)制。
[Abstract]:Nano-composite polyolefin insulating materials are expected to be used in the manufacture of HVDC cables in the future, but the fundamental mechanism for the improvement of dielectric electrical properties by nano-particles is not completely clear. It is generally believed that in nano-composite polyolefin media, The formation of two-phase interface between nanoparticles and polymers plays a key role in the macroscopic properties of materials. Lewis and Takada have proposed an interface model in different nano-composite media based on colloidal chemistry and electrostatic theory respectively. According to the possible relationship between the surface treated nanoparticles and the polymer matrix, Multi-core models are proposed. These models emphasize the effect of the interface on the storage of charges. It is considered that the dielectric properties of composite media can be improved by storing charge. In this paper, some results of microcosmic characterization of interface region of nano-composite polyethylene are synthesized by domestic and foreign researchers. The research results of the researchers show that: hydrostatic microscope, Methods and techniques for measuring Zeta potential of small angle synchrotron radiation X-ray scattering, It can be used as a feasible means to detect the interfacial charge phenomenon in nano-composite medium. The results show that the interfacial charge distribution is observed in the unpolarized Sio _ 2 / Al _ 2O _ 3 composite polyethylene system, which accords with the interface charge model of Lewis. However, the interface charge phenomenon was not detected in the unpolarized MgO composite system, and the TSC-TSC-TSC-TSC-test indicated that the common feature of the composite system was to form a deep trap with uniform and dense distribution. Moreover, the space charge suppression property of the material is closely related to the existence of these deep traps. In the composite of nanoparticles and polyethylene, whether it is charged directly by contact with polyethylene or through external field polarization, the interface charge is formed. The Coulomb field excited by the charge region at the deep trap interface is the possible mechanism for the system to suppress space charge injection and improve the DC properties.
【作者單位】: 哈爾濱理工大學(xué)工程電介質(zhì)及其應(yīng)用技術(shù)教育部重點實驗室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(51337002)~~
【分類號】:TM21
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,本文編號:1633392
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