采用電聲脈沖法和差示掃描量熱法測(cè)試熱老化前后純低密度聚乙烯（LDPE）和TiO₂/LDPE復(fù)合材料樣品的空間電荷分布情況及結(jié)晶特性,著重分析熱老化后TiO₂/LDPE復(fù)合材料的空間電荷行為,結(jié)合相關(guān)理論模型以及電荷體密度、材料結(jié)晶度等計(jì)算結(jié)果,探究熱老化及納米粒子對(duì)LDPE絕緣材料內(nèi)空間電荷特性的影響規(guī)律和內(nèi)在機(jī)理。結(jié)果表明:納米TiO₂的表面效應(yīng)及界面結(jié)構(gòu)提高了LDPE基體的結(jié)晶度并減少了空間電荷的來源,從而抑制了熱老化前后材料內(nèi)空間電荷的積聚行為,而TiO₂/LDPE復(fù)合材料的抗熱老化能力主要與其結(jié)晶度的變化有關(guān)。雖然熱老化能直接影響LDPE的空間電荷特性,但是納米粒子不僅能減少空間電荷的積聚,還能延緩熱老化進(jìn)程,因此在熱老化條件下TiO₂/LDPE復(fù)合材料仍具備抑制空間電荷的能力。 

【文章來源】：絕緣材料. 2020,53(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同熱老化時(shí)間下純LDPE的空間電荷積聚特性

圖1 不同熱老化時(shí)間下純LDPE的空間電荷積聚特性在熱老化初期，純LDPE由“誘導(dǎo)階段”進(jìn)入“加速氧化階段”，樣品內(nèi)分子結(jié)構(gòu)被破壞，穩(wěn)定的大分子分解產(chǎn)生小分子的極性雜質(zhì)，而雜質(zhì)的電離增加了空間電荷的來源。所以，反向電極注入的載流子和雜質(zhì)的電離產(chǎn)物共同形成了樣品電極側(cè)的異極性電荷峰，且隨加壓時(shí)間的增加而增大。

式（2）中：HN表示LDPE結(jié)晶度為100%時(shí)的熔融熱焓（293.6 J/g）；ω為納米粒子摻雜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從圖2可以看出，不同熱老化時(shí)間下，純LDPE的DSC曲線有較大差別，這是由于LDPE材料內(nèi)晶區(qū)結(jié)構(gòu)會(huì)受到熱老化的破壞，熱老化后LDPE的結(jié)晶度降低，而由前文可知材料結(jié)晶度的下降會(huì)導(dǎo)致其電子的注入勢(shì)壘降低。因此，熱老化會(huì)降低材料的電子注入勢(shì)壘，從而增強(qiáng)陰極側(cè)同極性電荷（即電子）的注入過程，使樣品內(nèi)負(fù)極性電荷積聚明顯增多。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱老化前后LDPE/SiO2納米復(fù)合材料空間電荷積聚分析[J]. 李玉棟,張占喜,肖坤,陸云才,陶風(fēng)波.  電力工程技術(shù). 2019(05)
[2]高壓XLPE電力電纜緩沖層放電問題分析[J]. 李陳瑩,李鴻澤,陳杰,胡麗斌,譚笑,曹京滎.  電力工程技術(shù). 2018(02)
[3]高壓直流交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行與研究現(xiàn)狀[J]. 李忠磊,杜伯學(xué).  絕緣材料. 2016(11)
[4]負(fù)電子親和勢(shì)GaN光電陰極銫吸附機(jī)理研究[J]. 喬建良,徐源,高有堂,牛軍,常本康.  光子學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]交聯(lián)副產(chǎn)物對(duì)交聯(lián)聚乙烯中空間電荷行為的影響[J]. 鐘瓊霞,蘭莉,吳建東,尹毅.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[6]交聯(lián)聚乙烯絕緣空間電荷研究進(jìn)展[J]. 陳廣輝,王安妮,何東欣,楊凱,陳勝科,王偉,孫輝.  絕緣材料. 2012(04)

博士論文
[1]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
[2]聚乙烯基無機(jī)納米復(fù)合電介質(zhì)的陷阱特性與電性能研究[D]. 田付強(qiáng).北京交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]低密度聚乙烯/二氧化鈦熱老化下的介電和空間電荷特性研究[D]. 肖坤.重慶大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2991273