【摘要】：隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,鐵路牽引電機廣泛應(yīng)用交流變頻調(diào)速技術(shù)。聚酰亞胺作為變頻調(diào)速電機絕緣材料受到電暈及熱老化作用后容易失效,而現(xiàn)代電力工業(yè)的快速發(fā)展對絕緣材料的性能和可靠性提出了更高的要求,所以迫切需要對傳統(tǒng)絕緣材料進(jìn)行改性或開發(fā)新型高性能絕緣材料。近年,聚合物基無機微納米復(fù)合電介質(zhì)已經(jīng)成為電氣絕緣領(lǐng)域研究的熱點。本文設(shè)計并制備了聚酰亞胺基BN無機微納米復(fù)合薄膜,研究不同摻雜組分及不同摻雜類型復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)特征、電氣絕緣性能和導(dǎo)熱能力,為研制新型微納米復(fù)合電介質(zhì)提供一定的實驗和理論依據(jù)。通過原位聚合法制備不同含量的BN微米片和納米顆�；旌蠐诫s聚酰亞胺薄膜和BN納米片摻雜聚酰亞胺薄膜,采用偏光顯微鏡和掃描電鏡對不同摻雜類型、不同摻雜組分聚酰亞胺復(fù)合薄膜的表面形貌和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)BN納米片在聚酰亞胺基體中的分散狀態(tài)較好,與聚合物有較好的相容性,而BN微米片和納米顆粒則會出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。微納米摻雜會使聚酰亞胺薄膜的擊穿場強出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象,當(dāng)摻雜含量為1%時,微米片和納米顆粒復(fù)合薄膜及納米片復(fù)合薄膜的擊穿場強達(dá)到最大,分別為219.6 kV/mm和230.6 kV/mm。微納米摻雜使復(fù)合聚酰亞胺(PI)薄膜的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗大于純PI薄膜,且隨著摻雜量的增加,介電常數(shù)和介質(zhì)損耗增大。I-t曲線測試結(jié)果表明,在低溫下復(fù)合介質(zhì)的電導(dǎo)電流大于純PI薄膜,而在高溫下復(fù)合介質(zhì)的電導(dǎo)電流小于純PI薄膜。微納米摻雜后的復(fù)合PI薄膜的電阻率小于純PI薄膜,且隨著摻雜含量的增大逐步減小,當(dāng)摻雜含量為20%時,微米片和納米顆粒復(fù)合及納米片復(fù)合PI薄膜的電阻率分別下降為4.1×1016Ω·m和4.9×1016Ω·m。使用電暈老化實驗裝置測試了PI薄膜的耐電暈老化時間,結(jié)果表明隨著摻雜含量的增加,PI薄膜的耐電暈老化能力逐步增強,當(dāng)微米片和納米顆粒及納米片摻雜含量為20%時,復(fù)合PI薄膜的耐電暈老化時間分別是純PI薄膜的116.7倍和110倍。使用導(dǎo)熱系數(shù)測定儀測試了PI薄膜的導(dǎo)熱系數(shù),結(jié)果表明隨著摻雜含量的增加,PI薄膜的導(dǎo)熱系數(shù)逐步增大。當(dāng)微米片和納米顆粒復(fù)合及納米片復(fù)合PI薄膜的摻雜含量為20%時,其導(dǎo)熱系數(shù)分別是純PI薄膜的3.8倍和3.5倍。通過與幾種導(dǎo)熱模型對比發(fā)現(xiàn)Cheng-Vachon模型與實驗數(shù)據(jù)具有較高的擬合度。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM21;TB33

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本文編號：2729565