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《哈尔滨理工大学》 2011年
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纳米硅/铝氧化物杂化聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

陈磊  
【摘要】:随着现代科学技术的快速发展,交流调速电动机得到广泛应用并取得良好的经济效益,但同时对电机绝缘材料的电学性能提出了更高的要求。把纳米氧化物掺杂到传统的绝缘材料中,不但可以保持材料原有的耐高温性能,还可以使其电学性能得到明显提高,因此备受人们的关注。 本文分别采用溶胶-凝胶法和水热法制备纳米SiO_2溶胶及纳米Al_2O_3,并将其掺杂到聚酰胺酸中。通过固定无机纳米氧化物掺杂总量为24wt%,调整纳米SiO_2与Al_2O_3的摩尔比,进而制得一系列三层杂化复合薄膜。利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、耐电晕测试装置、耐击穿测试装置、紫外-可见光光谱仪(UV-VIS)以及热失重分析仪对薄膜的化学结构、表面形貌、电学性能、光学性能及热稳定性进行了表征和测试,并对测试结果进行了分析及讨论。 红外谱图显示,三层复合薄膜中有未完全反应的羧基官能团存在。由SEM图可以观察到,无机纳米粒子在聚酰亚胺基体中分散比较均匀,纳米SiO_2粒子对纳米Al_2O_3粒子的分散起到一定的稳定和均化作用,纳米粒子在硅铝共掺三层复合薄膜中的分散性好于其在纯掺铝聚酰亚胺薄膜中的分散性。三层复合薄膜的耐电晕寿命与纯聚酰亚胺薄膜相比有较大提高,当Si:Al=1:9时,薄膜耐电晕寿命达到最大,是纯聚酰亚胺薄膜耐电晕寿命的24倍。纯聚酰亚胺薄膜的介电强度高达387kV/mm,与纯聚酰亚胺薄膜进行对比,三层复合薄膜的介电强度均低于纯聚酰亚胺薄膜;与Kapton 100CR薄膜相比,自制三层复合薄膜的介电强度均高于Kapton 100CR薄膜,当Si:Al =1:13时,其介电强度可达358kV/mm。在紫外光谱中,三层复合薄膜的透光率(T%)与纯聚酰亚胺薄膜相比都有所下降。热失重曲线显示,三层复合薄膜的热稳定性好于纯聚酰亚胺薄膜,其热分解温度比纯聚酰亚胺薄膜高6~7℃。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.2

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【参考文献】
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