聚合物绝缘子表面微孔阵列构筑

针对表面微孔阵列的构筑方法与微孔阵列参数对绝缘子真空沿面闪络性能的影响,设计了2种阵列结构,利用激光旋转微加工的方法在圆柱形有机玻璃绝缘子侧面进行了2种阵列的构筑,同时控制激光作用参数分别获得直径为300 μm与200 μm的2种表面微孔,最终得到4种微孔阵列结构。扫描电镜(SEM)与三维轮廓仪分析表明,通过激光旋转微加工的方法,实现了直径分别为300 μm与200 μm,深度为50 μm左右的微孔点阵构筑。沿面闪络测试表明,表面微孔构筑能够有效地提升沿面闪络电压(实验中闪络电压提升50%以上),微孔直径越小提升效果越好;在同种微孔直径下,点阵结构对闪络电压无明显影响。     

有机蒙脱土/交联聚苯乙烯纳米复合材料的制备及其沿面闪络性能的研究

以交联聚苯乙烯(CLPS)为单体,二乙烯基苯为交联剂,采用超声搅拌的方式将不同含量的有机蒙脱土纳米片(o MMT)均匀分散于苯乙烯中,通过偶氮二异丁腈引发自由基聚合反应,最终得到o MMT/CLPS复合材料。采用小角X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)等对纳米片层的分散效果进行了表征,并采用短脉冲高压测试平台研究了复合材料的真空沿面闪络性能。结果表明:纳米片层均匀分散在复合材料中,其真空沿面闪络性能较纯交联聚苯乙烯得到了明显提升。     

模拟高放玻璃固化体P19-5的浸出行为

用静态浸出试验研究了模拟高放玻璃固化体P19-5在不同温度下的浸出行为,选用Ce作为Pu的模拟元素。通过测试分析各元素的归一化质量损失和玻璃表面层形貌、成分随浸泡时间的变化,讨论了玻璃固化体的浸出机制和Ce在玻璃表面层中的保留机制。研究发现：在25, 40, 70 ℃条件下玻璃固化体的浸出率相差不大,比90 ℃下的浸出率约小1个数量级;Gd和Ce的浸出率比其它主要成分(Si, B, Li等)低2～3个数量级;浸泡过程中,Gd和Ce绝大部分都继续保留在表面层中,其主要保留机制为原位重构。     

聚合物真空绝缘子表面混合溶剂造孔研究

为提高聚合物绝缘子的真空沿面绝缘性能与耐压稳定性,利用有机溶剂-水混合体系与聚合物材料的相互作用,对聚合物表面造孔的方法及其对聚合物绝缘子真空沿面闪络性能的影响进行探究。选用聚醚酰亚胺为研究对象,利用有机溶剂-水混合溶剂对绝缘子表面进行处理：有机溶剂将水分子带入聚合物表层,而后除去溶剂,在此过程中,侵蚀聚合物表面的混合溶剂中有机溶剂首先挥发,残留的水分子由于与聚合物不相容,团聚成小液珠,占据一定的空间,最后随着水珠被真空热处理去除,在聚合物绝缘子表面形成了微孔结构。通过该处理的聚合物绝缘子的表面化学成分基本不发生变化。对混合溶剂造孔的聚酰亚胺绝缘子进行短脉冲闪络电压测试,结果表明,通过合适配比的混合溶剂造孔能使绝缘子闪络电压得到有效提升。该方法简单易行,适用于各种几何结构与尺寸的聚合物绝缘子。     

铀颗粒物中~(235)U/~(238)U的LA-MC-ICP-MS分析技术研究

为满足核保障和核取证中含铀颗粒物分析的需求,建立了激光剥蚀-多接收电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)测定铀颗粒物中~(235)U/~(238)U值的方法,并研究了铀颗粒物样品的装载、质量分馏的影响因素和校正方法,以及粒径10μm以下铀颗粒物的定位和分析等关键技术问题。建立了基于GBW04234的外标标准化法、基于膜去溶和LA-MC-ICP-MS联用的标准样品交叉法(SSB法)两种质量分馏校正技术,该方法对CRM124-1中~(235)U/~(238)U测量结果的相对扩展不确定度小于0.14%(k=2),测量结果与参考值在不确定度范围内一致。用显微操纵技术将颗粒物转移至覆盖定位铜网的导电胶表面,解决了微米级铀颗粒物的装载和定位问题,通过优化参数,实现了粒径5μm铀颗粒物中~(235) U/~(238)U比值的准确测量,测量结果的相对扩展不确定度小于0.64%(k=2)。     

晶须掺杂交联聚苯乙烯复合材料的制备及沿面闪络性能研究

以交联聚苯乙烯(CLPS)为基体,分别用四针状氧化锌(T-ZnO)晶须和碱式硫酸镁(MOS)晶须掺杂改性,制备了两类晶须/交联聚苯乙烯复合材料。研究了晶须掺杂对复合材料结构、表面电阻率及真空沿面闪络性能的影响。结果表明:T-ZnO晶须的加入降低了复合材料的表面电阻率,而MOS晶须的加入对复合材料的表面电阻率几乎没有影响;当MOS晶须质量分数为2%时,复合材料的真空沿面闪络击穿电压较CLPS提升了40%,而T-ZnO晶须的加入降低了复合材料的真空沿面闪络电压。     

纳米SiO_2/交联聚苯乙烯复合材料的合成及性能

以气相纳米二氧化硅为填料,交联聚苯乙烯(CLPS)为基体,采用原位本体聚合法制备了不同二氧化硅含量的SiO_2/CLPS复合材料,并利用透射电镜、红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析和动态力学分析等技术对材料微观结构、热性能和介电性能进行了研究。结果表明,SiO_2质量分数不超过2%时,SiO_2颗粒以5~7 nm的粒径均匀地分散于交联聚苯乙烯基体中,聚合物基体与SiO_2产生较强的界面作用,形成了介电性能优异的纳米复合材料,介电常数和介电损耗分别保持在2.48~2.50和(4~8)×10-4之间;随着SiO_2含量进一步增加,材料的介电损耗显著增大,复合材料动态储能模量和玻璃化转变温度随SiO_2含量增加呈先上升后下降的趋势,在SiO_2质量分数为2%时达到最高,复合材料的玻璃化转变温度较纯CLPS有明显提高。     

超细铁纤维SiO2包覆/H2还原复合改性工艺

为了提高超细铁纤维的抗氧化性能并改善其电磁参数,采用SiO2包覆/H2还原复合工艺对超细铁纤维(D≈0.3μm)进行改性,并对包覆层厚度、纤维电阻率、电磁参数、吸波性能、抗氧化性能等进行分析测试。实验结果表明:在优化工艺条件下得到平均理论厚度为3 nm的SiO2包覆层,能使纤维的表面绝缘化,有效地提高纤维的吸波性能,并显著提高纤维的抗氧化性能;对包覆纤维进行H2还原处理,在保证防烧结的前提下能有效降低其杂质含量。