微、納米無機(jī)顆粒-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料空間電荷與介電特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著工業(yè)上對(duì)環(huán)氧樹脂絕緣材料的電氣絕緣性能等方面提出更高的要求，普通的環(huán)氧樹脂已經(jīng)越來越無法滿足要求。將無機(jī)納米顆粒添加到聚合物中，從而改變聚合物性能，以滿足工業(yè)和研究需求，是當(dāng)今電介質(zhì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。將無機(jī)顆粒氮化硼和氧化鋁摻雜到環(huán)氧樹脂基體材料當(dāng)中，制備具有更好性能的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，也已經(jīng)越來越引起工業(yè)界的關(guān)注，在大功率電力電子器件絕緣基板等方面上具有廣泛的運(yùn)用前景。本課題期望通過對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料電氣絕緣方面的實(shí)驗(yàn)，研究環(huán)氧樹脂

2、復(fù)合材料中無機(jī)顆粒氮化硼和無機(jī)顆粒氧化鋁對(duì)于改性復(fù)合材料在電氣絕緣性能方面的影響。
　　本課題為研究高溫固化型氮化硼（BN）/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中 BN含量、BN粒徑和偶聯(lián)劑對(duì)于材料在空間電荷與介電特性等方面的影響，將制備微米、未表面處理納米和表面處理納米BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。將對(duì)氮化硼/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行微觀分析、擊穿場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試、介電溫譜測(cè)量、介電頻譜測(cè)量和空間電荷測(cè)試等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微米BN和納米 BN的添加分別會(huì)降低和增

3、加復(fù)合材料的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，兩種復(fù)合材料擊穿場(chǎng)強(qiáng)都隨著 BN顆粒質(zhì)量份數(shù)的增加而下降。微、納米 BN的添加會(huì)降低直流高壓電場(chǎng)下復(fù)合材料內(nèi)平均空間電荷密度，其具有隨著 BN顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加的趨勢(shì)。偶聯(lián)劑的添加會(huì)降低納米 BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在加壓時(shí)的平均空間電荷密度，增加納米BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在去極化時(shí)空間電荷消散速率。復(fù)合材料介電常數(shù)、介電損耗和電導(dǎo)率比純環(huán)氧樹脂有所降低；未表面處理納米BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料和微米 BN/環(huán)氧

4、樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)隨著復(fù)合材料內(nèi) BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減??；表面處理納米 BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)隨BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加。溫度區(qū)間10℃~110℃下，純環(huán)氧樹脂和 BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)隨溫度上升呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；溫度區(qū)間50℃~110℃下，純環(huán)氧樹脂和BN/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料介電損耗隨著溫度增加而增加，且幅度較大。
　　為研究常溫固化型氧化鋁（Al2O3）/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中 Al2O3含量、Al2O3粒徑和常溫

5、固化對(duì)于環(huán)氧樹脂復(fù)合材料空間電荷和抗老化性等方面的影響，將通過添加微、納米氧化鋁（Al2O3）顆粒，制備微米和納米Al2O3/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。將對(duì)氧化鋁（Al2O3）/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行空間電荷測(cè)量和高溫高濕環(huán)境下交流電老化等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微、納米氧化鋁的摻雜，使環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在直流高壓電場(chǎng)下聚集更多空間電荷，且隨著質(zhì)量份數(shù)增加而增加，而納米復(fù)合材料積聚空間電荷的現(xiàn)象比微米復(fù)合材料更為明顯。由上述結(jié)論比較空間電荷分布圖發(fā)現(xiàn)常溫