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方波脉冲下纳米氧化铝掺杂对聚酰亚胺介电性能的影响
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:高电压技术
  • 时间:2015.6.30
  • 页码:1929-1935
  • 分类:TM[电气工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学电气工程学院,成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(51177136;U1234202)
  • 相关项目:超高速动车组牵引电机绝缘破坏影响机制及材料改性研究
中文摘要:

为了研究方波条件下纳米Al2O3对PI膜介电性能的影响,将粒径为60 nm的Al2O3纳米粒子作为无机填料添加到PI基体中,制作了掺杂量质量分数为1%,2%,5%,7%,10%的PI薄膜。测量了PI/Al2O3薄膜耐电晕性能和介电温度谱以及介电频谱,并用SEM镜观察了放电前后PI/Al2O3薄膜微观形貌。研究结果表明:Al2O3纳米粒子的掺入提高了复合薄膜的耐电晕性能;PI/Al2O3复合薄膜的相对介电常数(εr)与介质损耗正切(tanδ)值随着Al2O3含量升高而升高,其tanδ值随着频率的增加先减小后增大,在200 Hz处有最小值。在同一频率下,PI/Al2O3薄膜εr和tanδ表现出对温度的依赖性,tanδ在70℃与170℃附近出现两个峰值;且随着Al2O3含量的增高,tanδ介电峰向高温方向移动。PI基体中高分子链缠结在纳米粒子周围,纳米粒子所引入的界面以及在聚合物中表现的"钉扎效应"是影响PI/Al2O3复合薄膜介电性能的主要原因。

英文摘要:

To study the effect of introducing Al2O3 nanoparticles into PI films on the films' dielectric property under square impulses, we tested the dielectric temperature spectra and frequency spectra of PI/Al2O3 films and observed the films' microstructure using SEM. The samples were PI films with Al2O3 mass fraction of 1%, 2%, 5%, 7%, and 10%, which were made of PI matrix filled with Al2O3 nanoparticles of 60 nm. The results show that, compared with films of pure PI, the addition of Al2O3 nanoparticles can improve the corona resistance of composite membranes. The permittivity (ε) and dielectric loss (tanδ ofPI/Al2O3 film ascend with increasing particle content of Al2O3, while tanδ decreases with frequency before it starts to increase at 200 Hz. At the same frequency, er and tanδ show a dependency of temperature: tanδ has two peaks around 70 ℃ and 170 ℃, and the peaks move toward higher temperatures in tanδ-temperature plots with the increase of Al2O3 particle content. Further analysis indicates that, in the PI matrix, polymer chains tangling around the nanoparticles, interfaces induced by nanoparticles, and the pinning effects of nanoparticles in polymer are the main reasons of the changes in the PI films' dielectric property.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984