聚乙烯作為高壓直流電纜絕緣一直受到嚴重的制約,其中最主要的原因是聚乙烯在直流電場作用下易于產生空間電荷�？臻g電荷的產生可導致電場畸變,嚴重威脅電纜的安全運行。納米技術的出現(xiàn)為解決聚乙烯內空間電荷積聚等問題提供了解決方案。大量的研究也證實,納米顆粒與聚乙烯復合獲得了較好的改性效果,而這些納米顆粒多為納米氧化物顆粒,具有非導電特性。Dow化學公司曾推出導電納米顆粒改性聚乙烯絕緣材料,具有較好的空間電荷抑制能力,但相關的改性機理卻鮮有報道。因此有必要進一步對導電納米顆粒改性聚乙烯進行試驗和理論研究。本文以兩種不同性質的炭黑(CB),分別標記為CB1和CB2,作為納米填充相,采用熔融共混法制備低密度聚乙烯(LDPE)基納米復合材料。采用透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)等測試方法表征CB1和CB2顆粒微觀結構和表面化學特性,結果表明CB1比CB2具有更加粗糙的表面和更高的表面活性,因此可與LDPE基體產生更強的相互作用。CB顆粒在LDPE基體內通過物理吸附或化學鍵的方式使其周圍分子鏈的運動受到抑制,可以起到錨定作用,使復合介質α松弛強度降低。相...

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 納米顆�；拘c表面改性方法
        1.2.1 納米顆粒的基本效應
        1.2.2 納米顆粒的表面改性方法
    1.3 聚合物絕緣介質電性能改性研究進展
    1.4 聚合物納米復合介質界面和深陷阱特性研究
    1.5 分子模擬在電介質領域的應用研究
    1.6 本文主要內容
第2章 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質形態(tài)結構與力學松弛特性
    2.1 炭黑簡介
    2.2 炭黑微觀結構與表面化學特性表征
    2.3 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質制備
    2.4 炭黑摻雜對低密度聚乙烯納米復合介質形態(tài)結構的影響
    2.5 炭黑摻雜對低密度聚乙烯納米復合介質力學松弛特性影響
    2.6 本章小結
第3章 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質空間電荷特性
    3.1 空間電荷理論基礎及測試方法
    3.2 摻雜炭黑對低密度聚乙烯納米復合介質空間電荷分布影響
    3.3 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質陷阱特性及形成機理
        3.3.1 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質陷阱特性
        3.3.2 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質深陷阱形成機理
    3.4 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質抑制空間電荷機理分析
        3.4.1 基于深陷阱特性分析
        3.4.2 基于分子力學松弛特性分析
    3.5 本章小結
第4章 基于AFM分析低密度聚乙烯基納米復合介質深陷阱形成機理
    4.1 AFM的電場力測試模式
    4.2 試樣制備與空間電荷特性
        4.2.1 試樣制備
        4.2.2 空間電荷特性
    4.3 基于AFM揭示不同納米復合體系深陷阱形成機理
        4.3.1 SiO₂/LDPE與MgO/DPE納米復合體系深陷阱形成機理
        4.3.2 CB/DPE納米復合體系深陷阱形成機理
    4.4 本章小結
第5章 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質電導與擊穿特性
    5.1 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質直流電導特性
    5.2 電導特性對電場分布的影響
    5.3 炭黑/低密度聚乙烯納米復合介質直流擊穿特性
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
博士學位期間的學術成果
致謝



本文編號：3869955