功能化SiO2/UV-XLPE纳米复合材料的交流介电性能研究

TM215.92; 针对纳米SiO2材料在XLPE基体中容易团聚的问题,采用巯基-双键点击化学原理和纳米材料的表面改性技术,将纳米SiO2引入到了紫外光交联聚乙烯的网状结构中,提高了纳米SiO2在XLPE基体中的分散性.同时引入了更多的深陷阱,改变了功能化纳米SiO2与XLPE基体之间的界面特性,从而提高了功能化SiO2/UV-XLPE纳米复合材料的介电性能.对材料进行核磁共振氢谱、红外光谱以及扫描电镜等实验进行结构表征.在线性升温条件下测试材料在工频下的介电常数εr和损耗角正切值tanδ,探讨功能化纳米SiO2的表面高介电壳层对纳米复合材料的变温介电特性的影响;通过TSC测试探究材料内部的陷...

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Published in电机与控制学报 Vol. 26; no. 7; pp. 47 - 57
Main Authors 王暄, 石家安, 张湧颀, 付雨薇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨理工大学 工程电介质及其应用教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨150080%哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院,黑龙江 哈尔滨150001%国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司,黑龙江 哈尔滨150010 01.07.2022
Subjects
纳米复合电介质
交联聚乙烯
紫外光引发交联反应
辅助交联剂
变温介电性能
陷阱能级
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ISSN1007-449X
DOI10.15938/j.emc.2022.07.006

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Summary:TM215.92; 针对纳米SiO2材料在XLPE基体中容易团聚的问题,采用巯基-双键点击化学原理和纳米材料的表面改性技术,将纳米SiO2引入到了紫外光交联聚乙烯的网状结构中,提高了纳米SiO2在XLPE基体中的分散性.同时引入了更多的深陷阱,改变了功能化纳米SiO2与XLPE基体之间的界面特性,从而提高了功能化SiO2/UV-XLPE纳米复合材料的介电性能.对材料进行核磁共振氢谱、红外光谱以及扫描电镜等实验进行结构表征.在线性升温条件下测试材料在工频下的介电常数εr和损耗角正切值tanδ,探讨功能化纳米SiO2的表面高介电壳层对纳米复合材料的变温介电特性的影响;通过TSC测试探究材料内部的陷阱能级分布情况,并在不同温度下测试了材料的交流击穿特性.随着温度的提高,复合材料内部杂质分子热运动加剧,使得相对介电常数εr随温度提高减小,而偶极子转向在介电损耗中的贡献逐渐增大,所以损耗角正切值tanδ呈现出变大的趋势.另外功能化纳米SiO2在界面中引入了许多俘获电子的深陷阱,这些深陷阱限制了载流子的迁移,使得高温交流击穿强度有了显著提高,其中1.5wt％TMPTA-s-SiO2交流击穿场强最高,80℃时相对于纯XLPE的特征击穿场强要高出5.8％,在高温下具有最优良的耐击穿稳定性.
ISSN:1007-449X
DOI:10.15938/j.emc.2022.07.006