核电辐射环境下聚合物绝缘介电现象研究现状

分别从电荷特性和击穿特性两个方面综述了辐射条件下聚合物绝缘介电现象的相关研究。总结发现,聚合物在高能辐射作用下,交联反应和降解反应对聚合物的介电性能分别产生相反的作用,辐射效应结果取决于哪一反应占优势。聚合物材料的辐射老化结果与多种因素有关,如材料类型、辐射总量、辐射率、辐射时间、环境气氛等。     

聚合物光纤老化特性的研究

介绍了多种聚合物光纤老化的实验方法,在热、氧、紫外光等物理老化因子作用下,对聚合物光纤材料的重量、玻璃化温度及光损耗随老化时间的变化规律进行了初步的试验研究,结果表明各种老化对聚合物光纤的性能均有影响。同时对各种因子老化的机理进行了分析讨论。     

固体绝缘材料热老化电气特性的研究

油浸式变压器所用固体绝缘材料的介电常数大小和耐高温性能是影响变压器容量和尺寸大小的重要因素。本文选择了聚酯薄膜、聚碳酸酯、聚苯硫醚三种耐高温聚合物材料为试验对象,在130℃条件下进行了最长1 200 h的热老化试验,测试了各试样老化前及老化各阶段的介电谱(相对介电常数、介质损耗因数随温度变化特性)和击穿强度。测试结果表明,三种聚合物材料老化前后的相对介电常数值均比油浸变压器目前常用的绝缘纸板的小(更加接近变压器油),相应的介质损耗因数也远远低于绝缘纸板;聚苯硫醚和聚酯薄膜的相对介电常数和介质损耗在90℃附近明显增大,但聚碳酸酯的相对介电常数和介质损耗基本不变;在油中热老化后,三种聚合物材料的介电常数和介质损耗随温度变化的趋势与未老化的相似;在老化各阶段,聚酯薄膜、聚碳酸酯和聚苯硫醚材料的工频击穿强度基本与热老化时间无关。综合聚酯薄膜、聚苯硫醚和聚碳酸酯三种聚合物材料热老化前后的介电特性变化情况,对比常用的绝缘纸板的特性,考虑到相对较低的介电常数与介质损耗因数和较高的击穿场强,聚碳酸酯是一种相对理想的有可能用来替换常用绝缘纸板的替换材料。     

纳米ZnO对聚乙烯电老化过程中空间电荷及击穿特性的影响

聚乙烯是电气绝缘领域应用最广泛的聚合物材料之一。根据电老化过程中电子和空穴复合产生的紫外辐射能导致聚合物降解理论,将少量纳米ZnO与低密度聚乙烯熔融共混,研究了电晕老化不同时间后复合材料空间电荷以及击穿特性的变化。结果表明添加纳米ZnO能有效提高聚乙烯绝缘的耐电晕老化寿命。     

聚合物绝缘材料多因子老化的研究现状与发展

聚合物绝缘材料在电、热、机械等多种应力作用下会发生老化而导致绝缘性能下降,研究聚合物绝缘材料在多应力因子老化的理论及试验方法,对于预测剩余寿命和指导绝缘设计具有重要意义。首先对多因子老化的唯象和物理寿命模型进行了梳理和对比,其次对多因子老化的试验方法进行了总结;然后简单讨论了协同效应在多因子老化中的作用;最后对聚合物材料多因子老化研究的发展趋势进行了讨论分析。寿命模型的对比表明,基于化学反应速率理论的电-热寿命模型适用于较低电场下,热应力为主的老化情况,基于失效概率理论的电-热寿命模型适用于较高电场下,电应力为主的老化情况;相比于唯像模型,物理模型考虑了材料的微观结构特性和具体老化机制,在预测剩余寿命和指导绝缘设计方面具有优势。以后的多因子老化研究中,应重点研究不同应力间的协同效应,及其引起的新的老化机制,将材料老化过程中宏观性能的变化和微观结构和物理机制联系起来,建立物理意义明确的寿命模型。     

高分子材料的光降解和光氧化过程

一、前言高分子材料在自然环境中暴露,就会逐渐发生老化,引起老化的外界因素有日光、臭氧、氧、雨、雪、温度、湿度等。日光辐射的紫外光能量是引发高分子材料光氧老化的主要因素。通常日光在空间的能量分布可以     

高温硫化硅橡胶加速电晕老化试验分析及其寿命预测

高温硫化(HTV)硅橡胶属于有机材料,具有重量轻、憎水性好等优点,但也存在易老化的缺点。电晕是引起HTV材料老化的重要因素之一,因此对HTV进行了加速电晕老化试验,并对电老化后的试验样品进行了Fou-rier变换红外光谱(FTIR)分析。试验结果表明,随着老化时间的增加,HTV电晕老化速率会越来越慢。根据基于陷阱理论的聚合物电老化寿命公式及电晕老化前后HTV的红外光谱变化分析HTV的寿命模型,确定了寿命公式中的待定系数,得到了HTV老化寿命的定量表达式。此方法可为建立硅橡胶材料的老化模型和寿命评估提供参考。     

电子束辐照聚合物薄膜的电性能变化研究

前言随着空间技术和核技术的发展,聚合物作为绝缘材料越来越多地应用于不同辐照程度的场合。为使材料能可靠地应用于辐射环境中,对有机高聚物材料耐辐射性能的研究现在已越来越令人感兴趣。聚合物材料受到高能电离辐射作用时,材料的分子结构要发生变化,同时在材料中出现新的陷阱。众所周知,载流子陷阱的存在会影响介质的电绝缘性能。然而,对于绝缘材料受到电离辐射以后的变化效应,迄今为止的研究多集中在介质的机械性     

热老化和紫外线老化对聚丙烯薄膜电致发光的影响

聚合物老化影响经受均匀交流电场的聚烯烃类的电致发光，本文研究了热老化和紫外线老化对电容器所用的工业聚丙烯薄膜的电致发光的影响，我们所材料的化学变化和形态改变作为老化情况来研究，发现了材料氧化和电致发光之间的相互关系，氧化降低电致发光的水平但不改变光的光谱分布，因此表明发光中心不是碳（酰）族。     

高压聚合膜电容器老化机理

本文阐述用聚合膜作主要介质材料的电容器老化的基本现象。识别变化频繁的老化现象，可以从简单的电、介质、热、放射、休学和物理老化，到电容器特有的结构所产生的老化。有些老现象发现很快，如聚合物中的形态变化，有些是逐渐发生的，还有一些是发生在电容器寿命的后期，聚合物包括广泛用于工业设备和工厂电容器的双轴定向聚丙烯。和用于高能密度、太空、高温或者其它特殊场合的聚碳酸脂、聚矾、聚酰亚胺等聚合物。本文论述两种聚     

用红外光谱研究室温硫化硅橡胶电晕老化及寿命估计

电晕是引起室温硫化硅橡胶(RTV)老化的重要因素之一,因此对RTV进行了电晕老化试验,并利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了RTV的电晕老化性能,比较了不同材料RTV的电晕老化性能,试验结果表明,纳米材料可以明显改善RTV的电晕老化性能。还分析了纳米材料提高RTV抗电晕性的机理,利用基于陷阱理论的聚合物电老化寿命公式及电晕老化前后材料的红外光谱变化评估了RTV的寿命,纳米材料能使RTV的电晕老化寿命提高到3～4.9倍。此方法可为定量评估有机绝缘材料寿命提供参考。     

硅橡胶合成绝缘子的憎水性使用寿命的研究

硅橡胶材料中的憎水性小分子聚合物的挥发性使合成绝缘子具有优良的耐污闪性能,同时也说明硅橡胶合成绝缘子存在憎水性的老化问题。本文通过实验验证了这种憎水性老化过程十分缓慢,不会对合成绝缘子的安全运行构成威胁。     

自由基清除剂类电压稳定剂的温度和浓度效应

聚烯烃化合物电老化过程中,自由基的形成以及由此引起的自由基连锁反应是导致材料性能下降的关键,为此自由基清除剂可作为电压稳定剂抑制电老化。本文基于聚合物电老化的陷讲理论,和自由基反应的动力学分析,对自由基清除剂类电压稳定剂温度效应、浓度效应进行了理论分析和实验验证。     

纳米ZnO对聚乙烯抗紫外光老化的影响

聚乙烯是电气绝缘领域应用最广泛的聚合物材料之一,在紫外光照射下易发生光降解反应。为防止其光降解,提高聚合物的使用寿命,有必要在聚乙烯基体中添加某种抗紫外光老化的添加剂。纳米ZnO是新兴的无机纳米光稳定剂,能有效地反射或吸收紫外光而达到保护聚合物的作用。本文将少量纳米ZnO与低密度聚乙烯熔融共混,研究了光老化不同时间后介电性能及红外光谱的变化。结果表明添加纳米ZnO的聚乙烯复合材料有较好的光稳定性。     

介质阻挡放电处理增强聚合物薄膜表面亲水性

为提高聚合物材料的表面性能,用介质阻挡放电对聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚四氟乙烯薄膜进行表面改性,并研究了DBD等离子体处理对这些材料亲水性的影响;测量了材料表面水接触角和表面能随处理时间的变化规律及处理后的材料在空气中放置时的老化效应,并对结果进行分析。研究结果表明,3种聚合物薄膜经DBD等离子体处理后,接触角随处理时间的增加而降低,表面能随处理时间的增加而增加,二者均在一定处理时间后达到饱和值;处理后的材料在空气中放置时会出现老化效应,但即使放置12天后,材料表面水接触角仍远低于处理前的值。     

聚合物绝缘材料电致发光现象研究的进展

最近几十年来,聚合物的电致发光(EL)现象研究引起了国际研究者的广泛重视,得到了许多宝贵的实验数据和结果。为介绍国内外EL现象的研究现状和进展,给国内欲从事此项研究的人员提供较全面的认识,介绍了研究EL的实验装置和方法;在探讨聚合物EL的物理原理的基础上,分析了不同电压波形下的EL模型,并讨论了EL、空间电荷和聚合物老化之间的关系。研究结果表明EL现象与绝缘材料的老化有着密切的联系,但EL是否是材料老化的起因尚存在着争论。今后需进行更多的研究工作来探讨其关系,并希望提出新的更灵敏、更超前的聚合物绝缘状况的表征参数和检测方法。     

有机玻璃"全去偶极子极化"现象研究

实验中观察到用作塑料光纤纤芯材料的纯有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)在加速热老化和紫外老化过程中其相对电容率急剧下降至大约等于其折射率的平方,即有机玻璃由极性聚合物变为非极性聚合物(“全去偶极子极化”现象)。对此现象的解释机理提出了“孔洞”与“极性基团断裂”两种假设。通过其他实验(如红外光谱、测量密度、测量折射率、测量体积电阻率)的相互对比,基本上肯定了有机玻璃“极性基团断裂”的热老化模型。     

PC和PET油中电热老化过程中聚合度和介损特性分析

电力变压器在发、输、变、配电系统中起着至关重要的作用,它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。寻找新型聚合物材料代替绝缘纸用于变压器固体绝缘改善电场分布和绝缘结构,将非常有利于变压器朝着大容量、紧凑型方向发展,有非常好的应用前景。本文选择聚碳酸酯、聚酯薄膜两种聚合物材料作为研究对象,并与绝缘纸对比,选择90℃、110℃和130℃三种不同的老化温度进行电热老化试验,对材料不同老化阶段的聚合度,介质损耗因数进行了测试,并结合物理外观性变和扫描电镜测试结果进行了对比分析,为判断这两种材料能否成为油浸式变压器绝缘材料提供了依据。     

Υ辐照对聚合物电导性能的影响(摘要)

本文比较了几种聚合物材料(PP、PET、PTFE、PI)在γ射线辐照前后电流—电压特性的变化。根据辐照化学的基本理论,分析了不同的材料结构,在耐受辐照的电性能表现,证明在分子链节中不含有α氢原子的聚合物辐照后电导增加,性能变坏,而含有苯环的聚合物具有较大的辐射稳定性。图4参9     

基于化学反应速率理论的绝缘聚合物直流老化演变的仿真研究

直流电场作用下绝缘聚合物老化演变的仿真研究,对促进计算高电压工程学的发展有重要的理论及工程价值。为此使用MATLAB自定义编程,在二维坐标中建立有限差分老化数值模型;用绝缘薄膜的老化寿命数据所拟合的小尺寸结构单元的通用参数,表征大尺寸绝缘样品的材料不均匀性;并基于化学反应速率理论,量化计算绝缘老化过程。通过仿真发现,绝缘聚合物内部的薄弱点率先发生微小劣化,导致局部电场畸变;增强的局部电场进一步加速局部区域的老化进程,引起劣化区域的扩大与延伸;最终当局部场强达到临界值时,绝缘内部发生快速的击穿过程,并形成贯穿上下电极的细丝状导电路径,在靠近极板时由于局部电场分散性而出现分形的失效结构。该研究提出的数值仿真模型可高效、直观地反映绝缘聚合物老化过程中,从随机性局部劣化演变到确定性宏观失效的物理规律,为深入理解绝缘老化失效提供了理论参考和依据。