纳米蒙脱土对聚乙烯击穿和电导特性的影响

为了探讨纳米蒙脱土对聚乙烯击穿性能和电导特性的影响,采用威布尔(Weibull)统计的方法分析了电介质的击穿场强,利用电导温度谱图分析了不同试样电导的温度特性,用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对复合材料的微结构进行了表征。研究了插层温度和电老化对聚乙烯复合材料击穿性能的影响及其电导的温度特性,以及电介质电击穿后结构的变化。结果表明,用蒙脱土对聚乙烯进行改性能明显提高其击穿性能和改善电导特性:与纯聚乙烯相比,聚乙烯/蒙脱土复合材料试样具有明显的极性电介质的损耗特征,而且复合材料试样的绝缘电阻率在50~60°C的温度范围内明显高于低密度聚乙烯(LDPE)的值;而耐电老化性能也有所提高:在电老化66 h后,其击穿场强是纯聚乙烯的1.10倍;并且蒙脱土与聚乙烯形成的强的相互作用区像"交联点"等,能明显减少复合材料的电场破坏。可见,纳米蒙脱土的加入有望提高聚乙烯的长期介电强度和耐温等级。     

碳纳米管/聚乙烯复合物分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法模拟了碳纳米管/聚乙烯复合物的结构、热力学和力学特性,分析其随模拟温度和碳纳米管填充率的变化。模拟结果表明,碳纳米管/聚乙烯复合物为各向同性的无定形结构,聚乙烯和碳纳米管通过较强的范德华作用结合在一起,在聚乙烯基体作用下,碳纳米管壁上的碳原子排列的周期性下降,出现弯曲和褶皱。从能量上看,填充率较高的复合物更加稳定。碳纳米管/聚乙烯复合物具有比聚乙烯体系更高的等容热容和与聚乙烯体系相反的负值热压力系数,热容随碳纳米管填充率的变化较小,但随温度的升高而明显减小,具有显著的温度效应;热压力系数随温度的变化较小,温度稳定性比聚乙烯更好,但随填充率增加而减小。碳纳米管/聚乙烯复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量,弹性模量和泊松比比纯聚乙烯体系高得多,并且都随温度的升高和碳纳米管含量的降低而减小,说明加入碳纳米管可显著改善聚乙烯的力学性质。     

一种新型三平移并联机构的运动学分析与多目标尺度综合

根据方位特征(POC)方程的并联机构拓扑设计理论和方法,设计了一种结构简单且对称的三平移的并联机构,通过方位特征方程分别计算了机构的方位特征集、自由度、耦合度等拓扑特性,验证机构能实现三平移的运动特性;建立机构运动学方程,推导得到机构的正逆解的解析式,以及机构的奇异性、工作空间、灵巧度等运动性能指标。最后,建立多目标优化设计模型,采用带有精英保留策略的快速非支配多目标优化算法(NSGA-Ⅱ)进行结构参数的尺度综合,优化得到一组Pareto最优解(Pareto optimal solutions)。结果表明,不能同时最大化工作空间体积和全局灵巧度,可以根据实际的需求选择Pareto最优解,以满足两个目标的需求。     

纳米掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性研究

空间电荷累积容易引起交联聚乙烯绝缘内部电场畸变，从而导致绝缘老化甚至失效，而纳米掺杂或改性可以抑制空间电荷的累积，因此得到了广泛的关注。本文测量了二氧化硅和氧化镁纳米填料掺杂交联聚乙烯复合材料的空间电荷特性和电导特性，并结合带隙理论模型分析纳米填料的作用机制。结果表明：相比于二氧化硅掺杂的交联聚乙烯复合材料，氧化镁掺杂的交联聚乙烯复合材料具有较高的介电常数、较低的空间电荷积聚程度和较小的电导率。     

基于空气耦合超声波的非金属陶瓷材料检测研究

针对非金属陶瓷材料的空气耦合超声波检测问题,建立空气耦合超声波经空气入射非金属陶瓷材料的数学模型及非金属陶瓷材料的空气耦合超声波检测有限元模型,通过matlab软件和ANSYS有限元软件联合仿真得到了非金属陶瓷材料的空气耦合超声波检测的频散曲线和各节点的接收信号,研究了空气耦合超声波在非金属陶瓷材料中的传播特性.结果表明,当频厚积小于2 MHz· mm,空气耦合超声波在非金属陶瓷材料氮化硅材料中存在A0,S0,SH0三种模态;当频厚积大于2 MHz· mm时,材料中存在较多的模态.随着声波传播距离越远,所接收到的A0模态和S0模态的信号幅值越小,且A0模态较S0模态幅值大,因此宜激发A0模态的空气耦合超声波检测和评价非金属陶瓷材料.     

蒙脱土改性聚乙烯复合材料的高场介电性能研究

利用熔融插层法制备了聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料,研究蒙脱土对聚乙烯介电性能的影响。研究分析了纯聚乙烯和不同的聚乙烯/蒙脱土复合材料的树枝化性能,通过直流预电应力电树引发试验,探讨了空间电荷的极性效应对不同材料树枝化性能的影响。试验结果表明:与纯聚乙烯和其他复合材料相比,加入相容剂的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的电树潜伏期更长,电树生长速度更慢,而且显示出与LDPE不同的极性效应。不同材料的热激电流(TSC)试验结果显示:聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的松弛时间分布展宽,峰值增高,说明在纳米复合材料中引入了更多的陷阱能级,这些陷阱调制了载流子浓度和迁移率,从而抑制了树枝的起始与生长。     

爆炸喷涂石墨烯改性涂层的工艺及自润滑耐磨机制研究

为了降低WC-12Co耐磨涂层的摩擦系数,采用四种制粉工艺（湿法球磨、湿法搅拌、烧结破碎、喷雾造粒）将石墨烯复合于WC-12Co粉末中,基于爆炸喷涂技术制备了石墨烯自润滑耐磨涂层。借助SEM、EDS、Raman等手段分析了不同制粉工艺对获得粉末及涂层中石墨烯的组织形貌、物相组成。采用显微硬度计、万能拉伸机研究了涂层的力学性能。采用UMT-2摩擦磨损试验机研究了涂层的摩擦磨损性能。结果表明,喷雾造粒工艺可实现更多的石墨烯在WC-12Co颗粒表面的均匀、紧密粘附,涂层内部石墨烯含量较高,且仍以透明状、薄层状态嵌合在组织内部,结合强度约68MPa,硬度约940HV0.3,石墨烯涂层摩擦系数降低约25%,石墨烯在摩擦过程中不断裸露于磨痕表面,在微区内形成润滑膜,起到较好的自润滑、减磨效果。     

筛选分组方法在电火工品性能测试中的应用

为正确判断电火工品受环境因素影响后的性能变化情况,通过瞬态脉冲试验、发火试验以及升降法试验得到的试验结果,研究了对桥丝式电火工品进行随机分组和用瞬态脉冲试验进行筛选分组两种试验方法的区别,比较了两种试验方法中不同组电火工品50%发火电流、平均发火时间和平均温升值差异.结果表明按照瞬态脉冲试验对样品进行筛选分组的方法可以...     

螺旋式惯性保险机构的设想

一、设计背景随着引信技术的不断发展,许多性能优异、使用安全可靠的引信,在现代战争中发挥了巨大的作用。但对干怎样保证非旋转弹引信的远解性问题,却始终没有找到一种有效的方法。正如一份外军资料所讲的那样:“在今后引信技术发展,如百花争艳般的春天里,非旋转弹引信的远解性问题,却如一块久久不肯散去的阴云,沉重地压在各国引信设计者们的心     

PE/MMT纳米复合材料的电击穿与耐局放性能

为了研究具有优异热、力学性能的聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合物的介电性能,采用熔融插层法制备了低密度聚乙烯/蒙脱土(LDPE/O-MMT)纳米复合材料,试验研究了它的击穿性能和耐局部放电性能,并对击穿场强进行了威布尔(Weibull)分析。对比试验表明:加入相容剂的纳米复合材料的击穿强度明显高于纯聚乙烯,尤其是在试验温度为60~90°C的范围内,前者的击穿场强为后者的1.35~1.70倍;在相同测试条件下,纳米复合材料的放电量和放电次数都小于纯聚乙烯。通过对比试验研究证明:纳米蒙脱土改性聚乙烯具有更高的介电强度和更好的耐局放性能。