氧化鎂粉體的制備與改性及其絕緣性能.pdf

1、超高壓直流輸電對(duì)電氣絕緣材料的可靠性提出了越來(lái)越高的要求。加入高絕緣性填料是提高電氣絕緣材料質(zhì)量的主要手段。目前大量使用的絕緣填料存在價(jià)格昂貴、粉碎工藝復(fù)雜、附著力差、力學(xué)性能差等問(wèn)題。為此,開(kāi)發(fā)一種低成本、性能優(yōu)良的絕緣性粉末填料具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　氧化鎂(MgO)是一種寬禁帶絕緣材料,其優(yōu)良的介電、吸附等特性使其在改進(jìn)低密度聚乙烯(LDPE)、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)等電氣材料的絕緣性能的應(yīng)用中得到了廣泛關(guān)注。對(duì)MgO粉體的

2、絕緣性能進(jìn)行系統(tǒng)研究具有重要意義。
　　本文主要探索了制備絕緣性能較好的MgO粉體的工藝及條件,分析了MgO粉體的物理性質(zhì)對(duì)其絕緣性能的影響,確定制備絕緣性能優(yōu)良的MgO粉體的工藝條件。在此基礎(chǔ)上,以天然原料內(nèi)蒙古噶雄淖爾芒硝和白鈉鎂礬共生礦以及吉蘭泰鹽湖鹵水為原料,結(jié)合前人研究結(jié)果,開(kāi)發(fā)制備高絕緣性EP/MgO復(fù)合材料的工藝技術(shù)路線。主要研究?jī)?nèi)容及所得結(jié)論如下:
　　1.首先以分析純?cè)噭┎捎弥苯映恋矸ㄖ苽銶gO粉體,探索操

3、作條件對(duì)MgO粉體絕緣性能的影響,如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、氨溶液濃度、分散劑種類和分散劑添加量。對(duì)所得MgO粉體進(jìn)行了XRD、粒度分布表征和體積電阻率的測(cè)定。
　　研究結(jié)果表明,MgO粉體絕緣性能與其結(jié)晶度無(wú)關(guān),與其粒度分布有關(guān)。粒度分布越窄且顆粒尺寸越小,粉體絕緣性能越好。
　　2.為了獲得粒度分布窄的MgO粉體,在直接沉淀法實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上,探索采用均勻沉淀法制備MgO粉體,以改善粉體的粒度分布和粒徑。探討了煅燒溫度和煅燒時(shí)

4、間對(duì)MgO粉體絕緣性能的影響。
　　研究結(jié)果表明,均勻沉淀法有效地減小了MgO粉體的粒度分布寬度。通過(guò)分析PL圖譜及體積電阻率的測(cè)量結(jié)果,認(rèn)為MgO粉體的絕緣性能與MgO晶體內(nèi)部肖特基缺陷水平無(wú)關(guān)。
　　3.為改善MgO粉體在有機(jī)相中的分散性,以分析純表面活性劑對(duì)所得MgO粉體進(jìn)行濕法改性,探討了改性劑種類、改性溫度、改性時(shí)間和改性劑添加量對(duì)產(chǎn)品體積電阻率的影響。
　　研究結(jié)果表明,改性能夠顯著提高產(chǎn)品的絕緣性能;Mg

5、O粉體電阻率隨著改性溫度、改性時(shí)間、改性劑用量的提高,均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),其中用硬脂酸鈉改性的MgO粉體的絕緣性能較好,體積電阻率達(dá)到了17711 MΩ·m。通過(guò)分析FT-IR圖譜和體積電阻率測(cè)定結(jié)果,認(rèn)為硬脂酸鈉對(duì)MgO粉體絕緣性能的改善主要是由于其對(duì)MgO的吸附作用較強(qiáng)。
　　4.以噶雄淖爾芒硝和白鈉鎂礬共生礦以及吉蘭泰鹽湖鹵水為鎂源,按照前期獲得的適宜制備和改性工藝,制備EP/MgO復(fù)合材料。對(duì)EP/MgO進(jìn)行了彎曲性