收藏本站
《上海大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米复合绝缘材料设计、制备及耐变频性研究

马寒冰  
【摘要】:1.根据对变频电机用电磁线绝缘材料破坏过程的分析,及对纳米YiO_2、SiO_2、Al_2O_3、ZnO、MgO、Fe_2O_3、ZrO_2和BaTiO_3等无机材料作为耐变频绝缘漆改性材料的筛选实验研究,提出了添加纳米TiO_2的变频绝缘漆的设计。采用液相反应法制备上述纳米颗粒,并在有机绝缘树脂聚酰胺酰亚胺中均匀分散制备纳米无机/有机复合绝缘材料。通过XRD和TEM等测试手段研究纳米颗粒形态和结构特征,用耐高频脉冲电压实验测定纳米复合材料耐变频特性。结果表明,纳米TiO_2、SiO_2、Al_2O_3、ZnO、MgO、ZrO_2和BaTiO_3改性聚酰胺酰亚胺复合绝缘材料均能够提高电磁线的耐变频寿命,其中纳米级金红石型TiO_2由于具有较好的介电性能、热传导性能、紫外光吸收性能和适宜的导电性能而大幅度提高绝缘材料耐变频寿命,制备的新型电磁线常规性能达到国家标准GB/T6109.11-1990的要求,耐高频脉冲电压实验下的老化寿命较普通电磁线提高了7.45倍,适合于变频电机使用。新型纳米耐变频复合绝缘材料经企业试用后,反映良好,新型耐变频纳米复合绝缘材料将具有良好的应用前景。 2.以TICl_4和NaOH为原料,通过控制工艺条件制备不同粒径金红石型纳米TiO_2,通过XRD、TEM等手段对纳米TiO_2颗粒形态结构进行表征。结果表明,当NaOH浓度在5.5~13.75 mol.L~(-1)、反应温度高于82℃、陈化时间大于2.0h时,可以直接制备金红石型纳米TiO_2。纳米TiO_2粒子生长表观活化能在1023K分为两段,其中温度为873K~1023K时表观活化能为0.3KJ.mol~(-1),1023K~1273K时表观活化能为1.4KJ.mol~(-1),随着煅烧温度升高和煅烧时间的延长,纳米TiO_2晶格畸变值减小。实验制备TiO_2颗粒中TiO_2含量高达99.7%,粒径为25nm~250nm,呈纯金红石相结构。 3.采用砂磨和超声振荡对纳米TiO_2颗粒进行分散,并通过沉降性分析、粒度分布分析和颗粒重新团聚实验研究砂磨和超声工艺对纳米TiO_2颗粒分散性的影响。运用基于支持向量机算法的模式识别方法建立新的砂磨分散和超声分散数学模型,并对Pisch数学模型进行了修正。建立了评价工艺条件对超声波分散效果影响的数学模型。结果表明,纳米粒子经超声波分散后,颗粒的重新团聚情况分为三个阶段。通过砂磨/超声分散联用,将纳米TiO_2颗粒在水中的初始体积平均粒径控制在150nm以下,重新团聚到2μm的时间DIS值从32min提高到164min,纳米TiO_2在PAI中的团聚体 大小从30林m减小到50nm以下,纳米颗粒的分散性明显提高。 4.采用均匀沉淀法对纳米TIO:进行无机表面改性,及溶液吸附法对纳米TIO:进行有机 表面改性,并用XPS、X盯和TG等测试手段表征纳米Tio:颗粒的形态结构;用乙 电位仪、激光粒度仪等分析纳米Tio:粒径分布和表面带电特性,并通过纳米Ti02 颗粒重新团聚实验来分析纳米颗粒在有机溶剂2一甲基毗咯烷酮困MP)中的分散。结 果表明,纳米Tio:表面沉淀 A1203为成膜包覆,并形成新的化学键,能提高纳米Ti仇 颗粒在NMP中的心电位和粒子重团聚性能DIS。纳米TIO:表面包覆钦酸丁脂偶联 剂和高分子聚乙烯毗咯烷酮后,颗粒表面屯电位绝对值降低,但其在NMP中的重团 聚性能提高,DIS值增大;纳米TIOZ表面吸附阴离子表面活性剂月桂酸钠后,颗粒 表面乙电位绝对值增加,在NMP中的重团聚性能提高,DIS值增大;十二烷基硫酸 钠、钦酸丁脂偶联剂和高分子PVP均能改善纳米TIO:颗粒在NMP中的重团聚性能 DIS。经过无机/有机复合表面修饰,纳米TIO:在NMP中的DIS值从包覆前的1 66min 提高到438min,分散性显著提高。用颗粒重团聚实验得到的DIS值能准确地反映纳 米颗粒的分散情况。 5.采用耐高频脉冲电压实验研究纳米TIO:粒径、含量、无机表面修饰、有机表面修饰、 机械分散手段以及涂布条件对纳米Ti02爪Al复合材料耐变频性的影响,并用高阻计、 UV-VIS、热传导率仪等手段分析纳米TIO:颗粒和TIOZ/PAI复合材料的导电率、导 热率和紫外光吸收率等,以推测纳米Ti02/PAI复合电磁线耐变频机理。结果表明, 纳米TIO:形态结构、含量和在复合材料中的分散性对材料耐变频性有较大的影响, 纳米Tio:在电晕放电下能形成较致密的纳米TIO:无机保护层,快速传导热量和累计 的空间电荷,有效阻挡带电粒子和紫外光对内层有机绝缘材料的破坏,从而大幅度 提高电磁线绝缘材料在高频脉冲电压下的使用寿命。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM21

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡平,范守善,万建伟;碳纳米管/UHMWPE复合材料的研究[J];工程塑料应用;1998年01期
2 黄建炎;纳米TiO_2微粉烧结过程中的相变与晶粒生长[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年03期
3 孙秀果,魏雨,贾振斌,马子川;纳米TiO_2包硅处理及其性能的研究[J];半导体技术;2003年01期
4 吴瑜光,张通和,张旭,刘安东;钨离子沉积聚酯薄膜表面抗磨损特性[J];北京师范大学学报(自然科学版);2002年03期
5 王利平,杨炳武,金伟如;水中胶粒Zeta电位及影响混凝效果的研究[J];包头钢铁学院学报;1999年04期
6 续浩,康保安,张明慧,胡翠英;微乳法制备α-氧化铝超细粒子及结构表征[J];日用化学工业;2002年04期
7 杜明仙,翟效珍,李源,李林东,朱华青,谭长瑜;高比表面积窄孔分布氧化铝的制备 Ⅰ.沉淀条件的影响[J];催化学报;2002年05期
8 唐阳清,周馨我;纳米TiO_2的制备方法[J];材料导报;1995年03期
9 施利毅,李春忠,房鼎业;气相氧化法制备超细TiO_2粒子的研究进展[J];材料导报;1998年06期
10 吴学庆,苏丽萍;凝胶-水热法制备纳米级钛酸钡粉末的研究[J];材料科学与工艺;1999年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李大成,周大利,刘恒,陈朝珍,张萍;超微粉体的制备(五)[J];四川有色金属;2000年02期
2 胡鸿飞,李大成,吉红兵;纳米氧化铁的制备方法及进展[J];四川有色金属;2001年01期
3 李大成,周大利,刘恒,张萍,陈朝珍,全学军;略论二氧化钛的高性能化和高功能化(上)[J];四川有色金属;2001年03期
4 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的制备[J];四川有色金属;2003年02期
5 张萍,周大利,刘恒;微乳液法制备纳米材料[J];四川有色金属;2003年04期
6 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;我国钛白生产的技术进步[J];四川有色金属;2005年02期
7 朱盈权,谌贵辉,李长全;高纯BaTiO_3的生产现状[J];四川有色金属;2005年03期
8 王晓燕;陈妍妍;张云;;沉淀法合成纳米氧化锌的工艺比较[J];四川有色金属;2008年03期
9 刘兵;杜剑桥;;二氧化钛无机表面处理研究进展[J];四川有色金属;2012年01期
10 严海标,陈名华,郦华兴;聚合物/无机纳米复合材料的制备及应用[J];工程塑料应用;1999年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季孟波;何安国;蔡杭锋;魏子栋;;复合电镀研究现状及进展[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
2 郭立玮;陆文聪;董洁;刘亮;樊文玲;陈念贻;;数据挖掘方法优化中药水提液膜过程的研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
3 陶长元;刘作华;杜军;刘仁龙;曹渊;李泽全;;超声波在膜蒸馏技术处理废水中的应用(英文)[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
4 郭琼;肖高;施亦东;陈衍夏;金圣姬;李婷;;以偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
5 关成;杨柏;;体相ZrO_2/聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合光学材料的制备与表征[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
6 但年华;肖世维;林海;但卫华;;环氧丙磺酸钠改性脱细胞猪真皮基质材料的亲水性与吸湿动力学研究[A];中国化学会第28届学术年会第17分会场摘要集[C];2012年
7 赵瑾;徐樑华;李春喜;王子镐;;PAN聚合物细丝中DMSO的扩散行为研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
8 江晓禹;邢帆;;短纤维及纳米颗粒复合材料的微观结构分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
9 李玉龙;郭亚洲;胡海涛;索涛;李娜;胡锐;;几种典型金属在高温下的动态力学性能测试[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
10 李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;;纳米粒子的表面改性研究进展[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李冀辉;以鳞片石墨为原料的多功能碳材料的制备与应用研究[D];河北大学;2009年
2 胡坤宏;纳米二硫化钼的形态可控合成及其催化与润滑性能研究[D];合肥工业大学;2010年
3 刘斌;二氧化钛光催化材料的掺杂改性及其对气体污染物净化性能的研究[D];兰州大学;2010年
4 张勇;纳米碳纤维的批量制备技术与装置研究[D];湖南大学;2010年
5 张光祖;钛酸锶钡场致效应及热释电特性研究[D];华中科技大学;2010年
6 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 刘海津;新型掺杂二氧化钛纳米管光催化材料的制备及其光催化性能的研究[D];河南师范大学;2010年
8 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
9 袁久刚;离子液体—蛋白酶处理对羊毛表面性能的影响[D];江南大学;2010年
10 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 范红朴;IT行业员工离职预警问题研究[D];华中农业大学;2010年
2 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
3 刘志强;基于数据挖掘的客户行为分析和预测研究[D];山东科技大学;2010年
4 万伟;D5反胶束体系的制备及其在活性染料染色中的应用[D];浙江理工大学;2010年
5 陈凯;纳米CaCO_3改性聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 徐蕙;CuO薄膜和Cu/TiO_x复合薄膜的制备与表征[D];浙江理工大学;2010年
7 裴付宇;镀银滑石粉的制备及其在功能纺织品上的应用[D];浙江理工大学;2010年
8 张瑞丽;太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
9 张杰;基于支持向量机和蛋白质全序列的蛋白质—蛋白质相互作用预测[D];郑州大学;2010年
10 武步华;氟啶脲悬浮剂润湿分散剂的筛选及稳定机理研究[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 史连国;尼龙/聚丙烯合金的性能与制备[J];工程塑料应用;1993年02期
2 吴绍吟,叶佩凡;碳酸钙在HDPE/CaCO_3体系中的分散状况研究[J];工程塑料应用;1997年02期
3 严海标,陈名华,郦华兴;聚合物/无机纳米复合材料的制备及应用[J];工程塑料应用;1999年08期
4 潘顺龙,容敏智,章明秋;碳酸钙填充聚合物复合材料的研究进展[J];工程塑料应用;2001年12期
5 吴瑜光,张通和,沈定予;多电荷Cr离子注入聚合物的微观结构和离子浓度分布[J];北京师范大学学报(自然科学版);2000年06期
6 周固,吴瑜光,张通和,赵新荣;Ti离子注入聚合物纳米结构分析[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年02期
7 吴瑜光,桑海波,张通和,崔平,王平;Ag和Ni离子注入聚合物的分形生长[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年03期
8 杨怡,孙传敏,龚夏生;硅灰石粉碎机理的研究[J];成都理工学院学报;1998年03期
9 都有为;超微颗粒的物理特性[J];材料导报;1992年05期
10 王文中,李良荣,刘兴龙;纳米材料的性能、制备和开发应用[J];材料导报;1994年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱雨涛,谢恒KUN,刘耀南;复合绝缘材料微观界面处离子电荷的积累与体积电导率[J];西安交通大学学报;1996年03期
2 ;《绝缘材料通讯》1992年全年总目录[J];绝缘材料;1992年06期
3 鲁志伟,常树生;几种复合绝缘材料长期浸水的电气物理特性[J];高电压技术;2003年03期
4 K.Giese;赵华人;;柔软复合绝缘材料和衬垫材料[J];绝缘材料;1992年01期
5 刘忠成;;如何合理选用绝缘材料的一些体会[J];电机技术;1981年03期
6 王珏,王德生,严萍,杨士勇,潘洋,胡爱军,张适昌;高储能密度复合绝缘材料的研究[J];电工电能新技术;2005年02期
7 高乃奎,彭宗仁,谢恒;Al(OH)_3对EPDM基复合绝缘材料介电性能影响的研究[J];电线电缆;1999年04期
8 鲁志伟;复合绝缘材料憎水性和憎水迁移性的度量[J];华北电力技术;1999年12期
9 ;聚酯纤维纸与聚酯薄膜复合绝缘试用简介[J];绝缘材料;1977年05期
10 宋建成,高乃奎,成永红,乐波,谢恒堃;大电机定子复合绝缘材料老化的动态力学分析[J];复合材料学报;2002年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 孙结中;蒋学军;吕泽承;李恒灿;;电力设备防污闪复合纳米RTV涂料的研制[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 晴云;电瓷避雷器行业——如何紧跟国际潮流[N];中国电力报;2003年
2 宗禾;电瓷避雷器行业发展如何与国际市场同步?[N];中华建筑报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026