微、納米無機顆粒-環(huán)氧樹脂復合材料空間電荷與介電特性實驗研究.pdf

1、隨著工業(yè)上對環(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)氧樹脂已經越來越無法滿足要求。將無機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，是當今電介質領域的研究熱點。將無機顆粒氮化硼和氧化鋁摻雜到環(huán)氧樹脂基體材料當中，制備具有更好性能的環(huán)氧樹脂復合材料，也已經越來越引起工業(yè)界的關注，在大功率電力電子器件絕緣基板等方面上具有廣泛的運用前景。本課題期望通過對環(huán)氧樹脂復合材料電氣絕緣方面的實驗，研究環(huán)氧樹脂

2、復合材料中無機顆粒氮化硼和無機顆粒氧化鋁對于改性復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)氧樹脂復合材料中 BN含量、BN粒徑和偶聯劑對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)氧樹脂復合材料。將對氮化硼/環(huán)氧樹脂復合材料進行微觀分析、擊穿場強測試、介電溫譜測量、介電頻譜測量和空間電荷測試等實驗。實驗結果表明微米BN和納米 BN的添加分別會降低和增

3、加復合材料的擊穿場強，兩種復合材料擊穿場強都隨著 BN顆粒質量份數的增加而下降。微、納米 BN的添加會降低直流高壓電場下復合材料內平均空間電荷密度，其具有隨著 BN顆粒的質量分數的增加而增加的趨勢。偶聯劑的添加會降低納米 BN/環(huán)氧樹脂復合材料在加壓時的平均空間電荷密度，增加納米BN/環(huán)氧樹脂復合材料在去極化時空間電荷消散速率。復合材料介電常數、介電損耗和電導率比純環(huán)氧樹脂有所降低；未表面處理納米BN/環(huán)氧樹脂復合材料和微米 BN/環(huán)氧

4、樹脂復合材料的介電常數隨著復合材料內 BN質量分數增加而減小；表面處理納米 BN/環(huán)氧樹脂復合材料的介電常數隨BN質量分數增加而增加。溫度區(qū)間10℃~110℃下，純環(huán)氧樹脂和 BN/環(huán)氧樹脂復合材料的介電常數隨溫度上升呈現上升趨勢；溫度區(qū)間50℃~110℃下，純環(huán)氧樹脂和BN/環(huán)氧樹脂復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)氧樹脂復合材料中 Al2O3含量、Al2O3粒徑和常溫

5、固化對于環(huán)氧樹脂復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)氧樹脂復合材料。將對氧化鋁（Al2O3）/環(huán)氧樹脂復合材料進行空間電荷測量和高溫高濕環(huán)境下交流電老化等實驗。實驗結果表明微、納米氧化鋁的摻雜，使環(huán)氧樹脂復合材料在直流高壓電場下聚集更多空間電荷，且隨著質量份數增加而增加，而納米復合材料積聚空間電荷的現象比微米復合材料更為明顯。由上述結論比較空間電荷分布圖發(fā)現常溫