压敏陶瓷-硅橡胶复合材料的非线性压敏介电特性

开展兼具非线性电导和介电特性的复合材料的理论基础和应用研究,有助于更有效、广泛地解决高电压等级电力系统绝缘设备或部件电场分布不均匀的难题。为此,制备了ZnO压敏陶瓷-硅橡胶复合材料并测量了其非线性压敏介电特性。结果表明:制备的复合材料具有良好的分散性和非线性电导及介电特性;当ZnO压敏陶瓷填料体积分数10%时,复合材料可以表现出明显的非线性介电特性,可以起到更显著的电场均匀作用;当ZnO压敏陶瓷填料体积分数20%时,复合材料呈现出明显的非线性电导特性,电导非线性系数可以达到10以上,当电场强度超过压敏电压梯度时电导率可以提高100倍以上,而电场强度达到1.5倍压敏电压梯度时,可在对不均匀电场起抑制作用的同时,避免较大的损耗。     

纳米ZnO/低密度聚乙烯复合材料的介电特性

聚合物纳米复合材料因其优良的介电、机械等性能在电介质领域得到广泛的应用。纳米粒子改性聚乙烯基绝缘材料具有很好的研究价值及工程意义。该文主要研究了表面经分散剂处理的纳米ZnO粒子添加剂与低密度聚乙烯(LDPE)共混物的介电特性。结果表明5%含量的纳米ZnO添加剂能有效提高聚乙烯基复合材料的体积电阻率和交流击穿强度。同时纳米添加剂虽增加了体内的残余电荷,但能有效抑制电极同极性电荷的注入。另外由于聚合物纳米复合材料的界面特异性,使得介电常数随着纳米ZnO含量的增加呈先减小后增大趋势,而损耗值却线性增加。纳米ZnO/聚乙烯复合材料介电性能提高归因于纳米粒子与聚乙烯分子间类同于深陷阱的界面效应。     

用介电谱法研究环氧粉末绝缘ZnO压敏电阻器的湿热劣化

电性能测试结果表明环氧粉末绝缘的ＺｎＯ压敏电阻器在湿热环境中放置一段时间后，电性能发生劣化，表现为漏电流增大，非线性指数减小，受湿热作用后，水分道德进入环氧绝缘层，造成介电常数εｒ和介质损耗因数Ｔｔａｎδ增大；然后水分在湿热作用下通过环氧绝缘层到达瓷达／绝缘层表面，最终导致压敏电阻器的电性能发生变化。因此，环氧绝缘层吸水 稼水性是造成压敏电阻器湿热劣主要原因。     

用介电谱法研究环氧粉末绝缘ZnO压敏电阻器的湿热劣化

电性能测试结果表明环氧粉末绝缘的ZnO压敏电阻器在湿热环境中放置一段时间后，电性能发生劣化，表现为漏电流增大，非线性指数减小。受湿热作用后，水分首先进入环氧绝缘层，造成介电常数。εr和介质损耗因数tanδ增大；然后水分在湿热作用下通过环氧绝缘层到达瓷体／绝缘层表面，最终导致压敏电阻器的电性能发生劣化。因此，环氧绝缘层的吸水性和透水性是造成压敏电阻器湿热劣化的主要原因。     

持续低温环境对复合绝缘子硅橡胶材料介电特性的影响

复合绝缘子因其优异的耐污闪能力和电气绝缘能力在电网中得到广泛应用,但其性能受运行环境影响明显,介电特性作为电介质的基本物理性能可以反映其变化情况.该文以HTV硅橡胶样品为对象,人工模拟低温环境应力,研究了其在-40～25℃环境中的温度频率特性.研究结果表明:复介电常数实部ε'在高频(104～106Hz)交变电场中随温度...     

基于陷阱分布的PI/ZnO复合薄膜介电特性

航天器在空间环境中的运行稳定性与聚酰亚胺(PI)等航天介质材料绝缘性能息息相关,而其介质内部载流子陷阱是影响绝缘性能的重要因素之一,因此,探究陷阱分布对介质电气性能的影响对保障航天器介质安全使用具有重要意义.该文制备不同掺杂量(质量分数0.5％、1％、3％)的纳米PI/ZnO复合薄膜并进行介电性能测试,通过热刺激电流法...     

电工材料介电谱中的电极极化特性与分析

在电工材料介电性能测量时,可移动的载流子在电极-试样界面处积累形成空间电荷,产生宏观电极极化.电极极化通常被误认为是材料的本征电极化,或者覆盖材料的本征电极化,导致对材料介电性能的错误认知.因此,完善对电工材料电极极化特性的研究,对进一步理解材料的介电弛豫和正确分析材料的电气特性有重要的意义.该研究通过理论分析和电路模...     

介稳相碳微球嵌锂特性

报道石墨化介稳相碳微球 (MCMB)的嵌锂特性 ,着重研究其电化学嵌锂过程中动力学性能。国产MCMB材料具有良好的锂离子嵌入和脱出功能 ,首次放电容量达 330mAh/g ,充放电效率为 93.9%。XRD结构测量表明该材料与人造石墨的结构相近 ,用慢速扫描循环伏安法研究不同阶锂插入碳层化合物的组成 ,循环伏安法测定出锂离子扩散系数为3.8× 10 -12 cm2 /s。为研究介稳相碳微球电极嵌锂过程的动力学性质 ,还用交流阻抗法和电位阶跃法测定了在不同电极电位下锂离子的电化学扩散系数 ,表明随着锂嵌入量的增加 ,锂离子扩散系数逐渐减小。     

特高压直流干式套管用环氧及环氧/皱纹纸复合材料介电特性研究

为研究引入皱纹纸对环氧材料介电特性的影响,通过介电谱及热刺激去极化电流(thermally stimulated depolarization current,TSDC)测量技术,对特高压直流干式套管用环氧及环氧/皱纹纸材料复介电常数、TSDC特性进行了测量分析。提出了基于相对介电常数一阶导数的改进差分进化优化算法,该方法能有效分析环氧材料内各介电弛豫过程。试验结果表明:皱纹纸的引入使环氧复合材料复介电常数实部、虚部均变大(高温中频区除外),其高温直流电导率也显著增大。与纯环氧相比,环氧/皱纹纸复合材料α(温度低于175℃时)、β、δ过程的弛豫时间均减小;δ过程弛豫强度减小、β过程弛豫强度显著增大;δ过程活化能减小,δ过程活化能增加;环氧/皱纹纸复合材料中陷阱深度较浅、但陷阱密度显著增加。以上结果,可为干式套管绝缘材料配方评估、工艺改进提供方法及理论指导。     

Measurement of electrical characteristics of ZnO microvaristors

A measurement technique is developed to measure the characteristics of zinc oxide (ZnO) microvaristors directly. We used Cu wires, a micromanipulator, and an optical microscope to gain ohmic contact of the measurement apparatus with ZnO particles. With our system, the I−V characteristics and C⁻²−V characteristics were measured for 25 µm ZnO microvaristors. Our measurements show that these microparticles behave as varistors. Further measurement on the ZnO microvaristors and observation of their fine structure may help to understand the varistor behavior. It also can pave the way to the understanding of the electrical characteristics of grain boundaries as well as the double Schottky barrier formed at the grain boundaries. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

110kV GIS复合套管硅橡胶老化分析与研究

通过外观检查、微观结构分析、力学性能测试、硬度测试、红外光谱分析、能谱分析、热重分析和憎水性测试等,对某110 kV GIS复合套管硅橡胶绝缘材料的老化性能进行分析,表征和研究其老化后的微观结构、元素含量,并提出相应的处理措施和建议。结果表明:该硅橡胶复合套管已经发生严重老化,其性能明显下降,憎水性完全消失,老化原因主要是侧链Si-C键的断裂以及主链间的过度交联反应,应对其进行更换。     

氧化锌复合防晕材料的研究

以氧化锌 (ZnO)为主体掺加多种金属氧化物的粉料 ,通过混料 ,高温热处理 ,使其半导化 ,并将半导电粉与有机环氧 (或硅漆 )混合制成的复合半导漆 ,它是一种不同于碳化硅(SiC)的新型防晕材料 ,能满足大电机和电力变压器线棒的防晕要求     

Kramers-Kronig变换在介电响应分析中的数值计算方法、意义及应用

Kramers-Kronig关系是因果系统中的基本物理规律,在电介质物理领域,Kramers-Kronig关系描述的是极化率的实部与虚部之间的内在数学联系。实际测量获得的有限频段离散频率点上的介电响应复电容结果无法直接使用Kramers-Kronig关系的数学表达式进行计算,且由于无穷频率电容和可能的电导过程的存在,复电容的实部和虚部一定不满足Kramers-Kronig关系。提出基于普适介电响应理论的数据外延和插值方法,有效地扩大了Kramers-Kronig变换数值计算的积分范围,并对整个频域进行分段划分,在各个频段上分别实现Kramers-Kronig关系的解析计算或数值积分计算,实现了针对实际测量获得的有限频段离散频率点上的介电响应的Kramers-Kronig变换数值计算。无穷频率电容项和电导项通过Kramers-Kronig变换后的结果为0,因此,通过Kramers-Kronig变换及对比分析,可以实现对复电容中的极化信息、电导信息和无穷频率电容信息的解耦分析。在高温硫化硅橡胶的介电响应中,通过Kramers-Kronig变换数值计算和后续的对比分析,可以剔除其中的电导和无穷频率电容的影响,进而观察到低频段的低频弥散现象和高频段的实部与虚部相互平行的指数规律。     

禽冠状病毒的介电松弛效应及灭活

为研究活体生物上病毒的电磁场灭活机理,将特定频率、特定功率的电场作用于感染鸡传染性支气管炎 病毒的活体鸡上,使之产生电磁场非热效应。组织切片观察发现,介电松弛吸收效应使电场处理的鸡体内病变部 分症状明显好转,证明其冠状病毒毒力大大降低。此实验证实该法可用在活体上灭活各种体内的冠状病毒。     

真空断路器的硅橡胶合成绝缘拉杆

ZN12—10型真空断路器的环氧玻璃钢拉杆在污秽受潮状态下,沿面闪络电压低于额定电压,闪络事故难以避免。用硅橡胶护套的合成绝缘拉杆能够增加爬距以满足GB3906国标的要求,其干闪电压增加近20％,污闪电压提高一倍以上,能确保绝缘拉杆工作的可靠性。     

复合绝缘子硅橡胶材料老化试验研究

介绍了绝缘子用硅橡胶材料的大气暴露试验和人工加速光老化试验情况。试验表明,经自然暴露试验后材料的机电性能略有变化:钢铁污秽和涤纶化工污秽(化学气体腐蚀环境)能使试品体积电阻率和表面电阻率明显降低,介质损耗角正切明显增大;人工加速气候试验结果表明,试品的机械性能和加速试验持续时间基本没有关系。还介绍了硅橡胶材料的5000h多应力试验情况,试验表明试品被试材料性能良好。     

纳米金属Ag/高纯聚酯改性硅漆复合介质的介电行为

聚酯改性硅漆(SP)是用于硅器件表面保护的高纯绝缘材料.采用溶胶法制备的纳米Ag(直径小于20nm)均匀地分散到SP中后,对纳米复合材料的介电特性进行了研究.合适的纳米Ag含量使得纳米复合材料击穿场强提高,达到纯SP的112%,同时介电损耗也明显增加.采用热刺激退极化电流(TSDC)测量的结果表明纳米复合材料中存在两个较浅的陷阱能级,分别为0.52eV和0.62eV,陷阱密度分别为1.2×1010/cm3和2.0×1011/cm3,与纯SP中浅陷阱深度0.58eV、陷阱密度3.1×1010/cm3明显不同.复合材料低温下(77K)的体积电阻率明显高于纯SP,可以看作是库仑阻塞作用的结果.从介质物理的角度探讨了纳米复合材料与纯SP的特性差别.     

ATH对复合绝缘子用硅橡胶性能影响的分析

通过斜面法试验研究了不同三水氧化铝（ATH）含量对硅橡胶材料耐漏电起痕和烧蚀性能的影响。借助TG、SEM等近代仪器分析技术,研究了ATH的阻燃机理及其在硅橡胶中的分散性。试验结果表明提高ATH的含量能增加硅橡胶材料的耐漏电起痕性能,但同时也将降低其机械性能。