具有自修复功能的环氧树脂

环氧树脂具有优异的机械强度、电绝缘性和化学稳定性,常被用于高压绝缘器件的主绝缘材料,或用于电器、电子元件、半导体元器件的绝缘封装。作为典型的热固性树脂材料,环氧树脂及其复合材料固化成型形成"不溶不熔"的脆性固体,在长期处于复杂的工作环境中时,其内部不可避免地会产生各种微裂纹或机械损伤,引起局部放电从而降低材料的使用寿命甚至绝缘失效。为克服环氧树脂材料的脆且裂纹难以愈合的本质问题,模仿生物体自愈合机理,研发了各种自修复环氧树脂体系。基于不同自修复原理,本文从外援型自修复和本征型自修复两方面综述了目前研究领域中的自修复环氧树脂体系,介绍各种自修复机理和自修复性能,为采用自修复环氧树脂的电力设备开发及应用提供参考。     

电缆护套材料超分子自修复技术研究

针对电缆护套材料的老化问题,借鉴生物体自行愈合创伤的机制和功能,通过在绝缘材料(聚丙烯酸酯)中引入主客体超分子作用力赋予材料自修复的性能,成功开发了一种可在老化损伤后自行修复的电缆护套材料Poly-CD-PHEA,对该新型材料进行机械强度、体积电阻率、氧指数以及自修复性能等测试。结果表明:研制的材料具有良好的抗拉性能、绝缘性能、阻燃性以及热稳定性,同时具有良好的自修复性能。自修复性能使材料老化产生裂纹等绝缘故障时,能自主修复损伤3次以上,使机械强度恢复80%以上,体积电阻率恢复90%以上,延长了材料的使用寿命,减少了电缆绝缘故障的发生。     

电力设备绝缘损伤形式及自修复材料研究进展

电力设备绝缘材料在生产、安装、敷设以及服役期间受到各种人为、环境因素的影响,易出现材料本体缺陷、机械损伤以及电气损伤等不同的绝缘损伤形式。自修复材料能通过材料内部分子的物理相互作用或是一定的化学反应识别损伤并对其进行修复。自修复绝缘材料的发展对延长电力设备的使用寿命和维持设备运行稳定性具有重要意义,将有效推动电力物联网和坚强智能电网的发展。该文总结了电力设备绝缘材料的基本缺陷及损伤形式,并归纳综述了可实现绝缘材料自修复功能的方法。     

鸟啄损伤对复合绝缘子运行性能的影响研究

复合绝缘子因其性能优越得以在电网领域广泛应用,目前由于鸟类数量增加,鸟啄复合绝缘子的情况日益严重,鸟啄后绝缘子结构遭到破坏,会造成电网线路故障,因此本文研究鸟啄损伤对复合绝缘子性能的影响,为电网运维管理提供参考。首先通过试验对复合绝缘子鸟啄后机电性能进行分析;然后通过人工模拟鸟啄伞裙损伤来研究不同受损占比、不同受损数量对复合绝缘子沿面电场强度与污闪电压的影响;最后开展复合绝缘子护套电蚀损实验、酸浸实验、热老化试验,评估护套损伤对复合绝缘子性能的影响规律。结果表明：鸟啄后复合绝缘子结构遭到破坏,其电气性能、力学性能和防污性能都受到影响,同时护套损伤后,在局部场强、水分、酸、放电产热、机械应力等诸多因素共同作用下,芯棒材料劣化降解,芯棒力学性能下降,存在复合绝缘子异常断裂的风险。     

接枝改性SBS介电弹性体的电致形变与损伤修复研究

通过综合比较现有介电弹性体性能提升方法,选取巯基乙酸甲酯接枝改性苯乙烯–丁二烯–苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene,SBS),制备高电致形变且具有自修复功能的介电弹性体材料,利用红外光谱仪、核磁氢谱仪、万能拉力机、宽频介电谱仪、电致形变装置测试其性能。研究表明,该文制备的改性材料接枝率为94.7%,断裂伸长率为483%,满足柔性电子设备要求。SBS经过接枝改性后,弹性模量下降,介电常数提高,整体表现为电致形变性能显著提升。改性材料凭借修复界面处的CH/π键相互作用在室温条件下实现剪切损伤自修复,而CH/π键的数量会随时间及温度发生变化,并决定修复强度。该研究有助于推动低电压、大形变、长寿命介电弹性体材料的研发及应用。     

具有形状记忆功能的自修复电缆护套材料研究

以环糊精修饰的氧化铝纳米粒子(CD-Al₂O₃ NPs)为主体分子，以含金刚烷的丙烯酸酯为客体分子，通过主、客体相互识别自组装生成包合物后与2-羟基乙基-甲基丙烯酸酯(HEMA)、丙烯酸丁酯(BA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)进行自由基共聚得到了一种新型的PVP/p(HEMA-co-BA)半互穿网络材料，对其微观形貌和性能进行表征和检测。结果表明：通过主客体包合作用赋与了材料自修复性能；同时，由于引入了主客体包合和氢键两种可逆的非共价相互作用，材料具有优异的形状记忆功能。材料具备的形状记忆功能和自修复性能可在裂纹的两个断面距离较大时实现自修复，恢复材料的原有性能。此外，PVP/p(HEMA-co-BA)还具有较好的热稳定性，耐受温度达到200℃，能够在较高温度环境中使用。     

垫片材料在模拟PEM燃料电池环境下损伤研究

质子交换膜(PEM)燃料电池需要弹性体垫片来密封阳极和阴极的反应气体(氢气和氧气/空气),燃料电池在长时间运行过程中,垫片材料性能的稳定性对燃料电池密封性能和电化学性能至关重要.在模拟的PEM燃料电池环境下,利用光学显微镜观察试样暴露在模拟的PEM燃料电池环境下表面的损伤情况,采用X射线光电子能谱技术(XPS)研究弹性体垫片材料在模拟的燃料电池环境下的损伤及损伤机理.实验结果表明,材料暴露在模拟的PEM燃料电池环境下发生损伤,试样质量损失随着暴露时间的增加而增加;光学显微镜观察表明:试样表面形貌发生了明显变化,其损伤过程表现为试样表面从光滑到粗糙,到裂纹产生,再到裂纹扩展;XPS实验结果表明,试样表面的化学成分发生了明显的变化.     

用于绝缘型环氧树脂自修复体系的微胶囊的研究

基于仿生学提出的自修复材料的概念,为绝缘型环氧树脂中微裂纹的自我修复提供了一种可能。适用于绝缘型环氧树脂的自修复材料需要具备耐热性好、常温下能自我修复等特性。该文综合比较了已有的环氧树脂微胶囊自修复体系,总结出了适用于绝缘型环氧树脂的自修复体系。采用原位聚合法成功制备了壁材为脲醛树脂(PUF)、芯材为E-51型环氧树脂(DGEBA)和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPEG)混合物的环氧树脂微胶囊,通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪、热重分析仪(TG)和示差扫描量热仪(DSC)测试了其基本特性,结果表明,脲醛树脂成功包裹DGEBA和TMPEG的混合物形成了稳定了球形结构,同时微胶囊的耐热性能优良,囊芯物质具有反应活性,具备作为绝缘型环氧树脂自修复体系材料的潜能。     

汽轮机叶片弯折损伤的修复工艺研究

本文详细叙述了汽轮机弯折损伤叶片的校正－焊补修复工艺过程，包括校正方法，温度控制，焊接材料的比较和选择，焊后热处理制度，当时和运行３年后蝗情况等，为今后类似问题的处理提供了参数。     

硅橡胶电树枝的引发与生长过程

交联聚乙烯电力电缆的应用日渐广泛,但电缆附件的电树枝击穿故障时有发生,电缆附件材料硅橡胶的电树枝引发和生长过程尚缺乏深入研究。为此,通过材料的测试分析与计算等手段,定量描述了硅橡胶材料微观结构,测试、分析了电树枝引发期的电树枝通道特征和局部放电特性。研究结果表明:硅橡胶中同时存在主链上的化学交联以及通过氢键吸附形成的物理交联;在交流场强下物理交联破坏使得材料中的微裂纹逐渐扩大,最终导致电树枝引发;硅橡胶电树枝通道呈现良好的绝缘特性,电树枝生长主要依靠局部放电下气体受热膨胀或电磁力产生的撕裂作用;增强机械性能尤其是撕裂特性可以提高材料的抗电树枝老化性能。研究硅橡胶材料的电树枝引发和生长过程为其在电缆附件中的合理使用提供了理论依据。     

全国高电压与放电等离子体学术会议专题引言

<正>放电等离子体在材料处理、点火助燃、环境保护、生物医学等领域具有广阔的应用前景,但由于其内部过程及与材料相互作用非常复杂,研究工作面临诸多挑战。为了促进放电等离子体在我国电工学科的发展,中国电工技术学会于2016年4月20日正式批复成立了中国电     

有机羰基钠离子电池材料研究进展

可充电钠离子电池因其丰富的钠资源以及可与锂离子电池媲美的性能，在大规模电能存储和智能电网领域受到广泛关注。有机羰基电极材料具有比容量高、可设计、环境友好等优点，成为钠离子电池电极材料最有潜力的候选者。然而，有机羰基电极材料存在易溶于电解液、导电性差、中间过程导致副反应等问题，导致其电化学性能仍然不理想。系统总结了近年来羰基电极材料在钠离子电池方面取得的进展，并对羰基电极材料在钠离子电池领域的发展提出了展望。     

局部放电作用下油浸绝缘纸的微观结构及电气性能

对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的微观结构及其与电气性能的关系进行研究。使用原子力显微镜和X射线衍射仪等材料分析手段与介电谱仪、高阻仪和柱-柱电极等电气分析手段相结合的方法,分析损伤过程中油浸绝缘纸分子链结构、聚集态结构及介电常数、介质损耗因数、体积电导率和电气强度。结果表明：损伤过程中,绝缘纸结晶区比无定形区更易受到局部放电破坏;结晶度呈上升趋势且晶粒取向加强,但晶粒大小、晶体类型和二相共存结构未发生改变;结晶度升高和晶粒取向加强造成介电常数、体积电导率和介质损耗因数呈下降趋势,但电气强度呈上升趋势;结晶和取向改变了分子、离子和电子的活动性,是造成电气性能变化的重要原因。     

基于动态S-S键的自修复抗藻型RTV涂料制备及性能研究

为解决绝缘子表面藻类附着的问题,本研究制备了一种适用于电力设备外绝缘的自修复抗藻涂料,并对涂料的热力学性能、力学性能、抗藻性能、自修复性能、电气性能等方面进行了测试。结果表明：频率为50 Hz时,质量分数为0.5%自修复抗藻涂料的抗藻性能、力学性能、介电性能和电气性能最优。同时,该涂料能自我修复微裂纹,降低矿物盐、苔藓孢子等的附着,抑制苔藓的生长。     

高压锅炉汽包电渣焊缝裂纹的安全性评定

本文在实测材料性能和构件受力分析的基础上.用裂纹张开位移和应力强度因子两种方法.对高压锅炉汽包电渣焊缝裂纹进行了脆断评定,定量地确定了各部位裂纹的危害程度,为确定合理的运行方式和制定修复方案.提供了重要依据.     

环氧树脂胶在电连接器中的应用及寿命研究

环氧树脂胶粘剂在电连接器领域中应用广泛,作为一种有机高分子材料必然存在老化问题。而电连接器通常要求具有较长的使用寿命,介绍了环氧树脂胶粘剂在连接器中实现的作用,基于已有产品的环境试验验证,并结合外场使用情况分析了环氧树脂胶粘剂在电连接器中的使用寿命。     

电接触领域的ASTM标准

介绍了ASTM标准化组织的历史及所制订的ASTM标准的种类和影响力。详细列举了ASTMB02委员会下属的B02.05和B02.11分技术委员会制定的电接触领域相关标准,根据这些标准的具体内容和相关性,按照术语和分类、电接触材料、电接触材料性能要求与测试方法、电接触过程性能与测试方法、贵金属覆盖层质量评价方法、气体环境腐蚀试验对这些标准进行了分类,并简要介绍了这些标准的主要内容和相互关系。文章还就这些标准对电接触材料生产和电接触性能检测的指导意义进行了讨论。     

玻璃钢风力机叶片疲劳设计

玻璃钢风力机叶片的疲劳分析是叶片设计的一个重要方面，本文从叶片荷载，玻璃钢材料疲劳性能及疲劳强度估算方法三方面进行了探讨，由于荷载的复杂性，仅考虑了确定性荷载对疲劳的影响。根据风况分布确定备荷载工况的循环数。介绍了玻璃钢材料的疲劳破坏过程、破坏准则，及疲劳性能。叶片的疲劳设计采用无限寿命方法和安全寿命方法。在后者方法中应用了Palmgren-Miner损伤累积法则。文中给出了一个算例。     

风机叶片材料雷击热损伤特性及损伤机制的分子动力学研究

随着风力发电的发展,风机面临愈加严峻的雷击风险。该文对2种常用叶片材料实际成分进行计算并据此建立分子体系模型,采用分子动力学研究手段对其进行雷击损伤的定量研究,揭示其热解损伤、气体膨胀损伤和机械强度损伤特征。分子动力学研究结果表明轻木具有更好的热稳定性、更高的刚度,并受气体膨胀损伤最小。对2种夹层材料的风机叶片样本进行大电流冲击实验印证了分子模拟的结果。但实验显示轻木叶片样本的分层现象更明显,主要因为材料结构孔隙大降低了粘合度。综上所述,轻木相较于PVC具有更好的热稳定性和更强的耐雷击能力,但制作夹层材料时应提高粘合度,以削弱雷电弧热效应造成的分层现象。     

基于图像处理技术的混凝土细观动力破损过程CT分析

本文利用CT技术对动压作用下混凝土细观破裂过程进行实时扫描观测,获得了混凝土试件在动荷载作用下裂纹的开裂、扩展、贯通的全过程CT图像.通过运用不同的图像处理分析方法以及对各断面CT数的分析研究了混凝土动力破损全过程.分析表明混凝土试件在动力压缩条件下经历了短暂的压密阶段、扩容阶段,损伤急剧增大到破坏的细观破损过程,其破坏时起裂点增多,裂纹较平直,具有突发性.反映了混凝土动力破损的特点.进而对混凝土材料的细观动力破损过程进行了有益的探索.