国家自然科学基金(51337002) 作品数:36 被引量:250 H指数:10 相关作者: 赵洪 韩宝忠 杨佳明 李春阳 郑昌佶 更多>> 相关机构: 哈尔滨理工大学 教育部 上海起帆电缆股份有限公司 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 黑龙江省杰出青年科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 电气工程 一般工业技术 化学工程 理学 更多>>
纳米SiC/低密度聚乙烯复合材料的空间电荷与电导特性 被引量:6 2016年 利用熔融共混法制得不同纳米SiC质量分数(0.5%、2.0%、3.0%)的纳米SiC/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料,研究了添加纳米SiC颗粒对LDPE介电性能的影响。利用SEM观测了纳米SiC颗粒的分散特性,利用电声脉冲(PEA)法测得40kV/mm场强作用下纳米SiC/LDPE复合材料的空间电荷分布特性。利用热刺激电流(TSC)进一步验证纳米SiC添加能够提高LDPE的陷阱浓度。结果表明:纳米SiC颗粒能够均匀地分散在LDPE中,未出现较大的团聚现象。纳米SiC质量分数为0.5%、2.0%和3.0%的纳米SiC/LDPE复合材料空间电荷注入量明显低于LDPE。短路600s后的残留空间电荷密度远小于LDPE。纳米SiC/LDPE复合材料的空间电荷注入量与电导率均随着纳米SiC的增加而减少。纳米SiC质量分数为3.0%的纳米SiC/LDPE复合材料场强非线性系数为2.6,远小于LDPE的4.3。TSC曲线表明纳米SiC/LDPE复合材料内部制造了大量的陷阱,抑制了载流子在材料内部的输运,从而阻碍了空间电荷的迁移和积聚。 郑昌佶 时海涛 杨佳明 赵洪关键词:复合材料 SIC 低密度聚乙烯 空间电荷 电导率 整体预制式和绕包式XLPE高压直流电缆接头电场分布研究及接头结构优化 被引量:6 2018年 整体预制式和绕包式接头是两种较为常见的电缆接头,由于它们的结构及绝缘的电导率各不同,接头中的电场分布存在较大差异。以50 kV交联聚乙烯高压直流电缆接头为研究对象,分别建立了整体预制式接头模型(增厚绝缘材料硅橡胶)和绕包式接头模型(增绕绝缘材料为油浸纸),应用有限元软件计算了温度梯度下两种接头中电场分布。研究发现对于整体预制式接头,当导体与环境温差达到40℃时,应力锥根部的电场强度可达到45 kV/mm,存在击穿危险;而对于绕包式接头,同样温差下,应力锥根部的电场强度几乎为0,但反应力锥顶部的电场强度达到30 kV/mm。通过对绕包式电缆接头的反应力锥顶部进行结构优化后,可使最大电场强度降低至7 kV/mm;通过采用聚四氟乙烯绕包的方式可使反应力锥顶部最大电场强度降低至3 k V/mm。以上研究可供高压直流电缆接头设计时参考。 陈振新 俞恩科 汪洋 周则威 段然 阙善庭 乐彦杰 陈国志关键词:直流电缆 接头 电场分布 炭黑/交联聚乙烯纳米复合材料的空间电荷和电导特性 被引量:16 2014年 为研究添加炭黑(CB)对交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料直流介电性能的影响,通过熔融共混制备了CB/XLPE纳米复合材料,在不同的恒定温度下分别测试了各试样的电导率与外施直流电场强度的关系,并利用电声脉冲法测量了各试样内的空间电荷分布状况。研究结果表明,添加少量炭黑即可使XLPE中的空间电荷量明显减少,当炭黑掺量为1 phr(指每100 g XLPE中添加1 g CB)时,复合材料抑制空间电荷的能力较强;XLPE在较低电场强度下就表现出电导非线性特性,且电导率受温度影响较大,最大变化量超过3个数量级;而CB/XLPE纳米复合材料在小于20 kV/mm的电场强度下电导率变化较小,且温度对其直流电导率的影响明显小于XLPE。炭黑能抑制XLPE中空间电荷累积和改善其直流电导特性的原因是增大了材料中的陷阱密度和陷阱深度。 闫志雨 韩宝忠 赵洪 王暄 侯帅 傅明利关键词:交联聚乙烯 炭黑 纳米复合材料 空间电荷 电导率 电场强度 纳米复合聚乙烯材料中的两相界面及其荷电行为 被引量:8 2017年 纳米复合聚烯烃绝缘材料有望在未来应用于高压直流电缆的制造,但纳米粒子改善介质电性能的根本机制尚未完全清楚。一般认为,在纳米复合聚烯烃介质中,纳米粒子与聚合物之间形成的两相界面对材料的宏观性能起到了关键性作用。Lewis和Takada分别基于胶体化学和静电学理论提出了不同的纳米复合介质中的界面模型,Tanaka根据经过表面处理的纳米粒子与聚合物基体之间的可能关系,提出了多核模型。这些模型都强调了界面对电荷的存储作用,认为复合介质通过存储电荷来改善介电性能。该文综合了国内外研究人员对纳米复合聚乙烯介质界面区微观表征的一些成果,研究人员的研究成果表明:静电力显微镜、同步辐射小角X射线散射、Zeta电位测量等方法和技术,可以作为探测纳米复合介质中的界面荷电现象的可行的手段。多种方法研究表明:在未经极化的Si O2、Al2O3复合聚乙烯体系中观测到了界面荷电分布,符合Lewis的界面荷电模型;而未经极化的Mg O复合体系中未探测到界面荷电现象。热刺激电流(TSC)测试表明复合体系的共同之处是形成均匀致密分布的深陷阱,而且材料的空间电荷抑制特性与这些深陷阱的存在密切相关。在纳米粒子与聚乙烯的复合物中,不论是纳米粒子与聚乙烯直接接触荷电,还是通过外场极化形成界面荷电,都可以理解成电荷入陷深陷阱,深陷阱界面荷电区激发的库仑场,是体系抑制空间电荷注入与改善直流电性的可能机制。 赵洪 闫志雨 杨佳明 郑昌佶 王暄 韩宝忠关键词:空间电荷 表面活性剂界面行为和抗盐性能的理论研究 表面活性剂是一类在较低浓度时能显著降低表面活性的物质,由于其分子结构中同时含有亲水基和疏水基,具有与其他化合物不同的独特的双亲性质,这些性质可使表面活性剂在溶液中形成分子有序组合体,也可以在界面吸附从而改变界面张力和表面... 史鹏关键词:表面活性剂 胶束形成 抗盐性能 文献传递 石墨烯纳米网电导特性的能带机理:第一原理计算 被引量:1 2020年 通过第一原理电子结构计算来研究有序多孔纳米网的电导特性变化的能带机理.能带结构分析结果表明:石墨烯纳米网超晶格(3m,3n)(m和n为整数)的电子本征态在布里渊区中心点发生四重简并;碳空位孔洞规则排列形成的石墨烯纳米网具有由简并态分裂形成的宽度可调带隙,无论石墨烯的两个子晶格是否对等.在具有磁性网孔阵列的石墨烯纳米网中,反铁磁耦合使对称子晶格的反演对称性增加了一项量子限制条件,导致能带结构在K点的二重简并态分裂成带隙.通过控制网孔密度能够有效调节石墨烯纳米网的带隙宽度,为实现新一代石墨烯纳米电子器件提供了理论依据. 徐贤达 赵磊 孙伟峰关键词:电子结构 第一原理计算 聚丙烯/聚烯烃弹性体复合材料物理机械性能及交流电性能 被引量:8 2020年 聚丙烯(PP)分别与乙烯-辛烯共聚物(POE)弹性体、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)熔融共混,制备出不同质量分数的弹性体/PP复合材料。SEM结果表明复合材料微观形貌呈现弹性体均匀分布在PP中构成的"海岛结构",随着复合体系中弹性体含量的增加,岛相浓度与尺寸均增大。DSC结果表明当弹性体含量增加时,复合材料结晶度略有下降。力学测试结果表明165℃下复合材料的热延伸形变量均大于PP的热延伸形变量,且随弹性体含量增加复合材料热延伸形变量逐渐增加。DMA测试结果表明30%质量分数的POE/PP复合材料的25℃弹性模量降低至约750 MPa。交流介电强度测试结果表明不同温度下复合材料交流介电强度均小于PP,其中25%质量分数的SEBS/PP复合材料交流介电强度最接近PP。弹性体/PP复合材料中的"海岛结构"既保留了PP较高温度下的机械强度,又明显降低了PP材料的硬度,增加了韧性和柔顺性。 赵洪 栗松 郑昌佶 宋淑伟 张文龙关键词:聚丙烯 弹性体 微观形态结构 聚苯乙烯接枝共聚物/低密度聚乙烯的介电性能 被引量:2 2018年 为了探索解决低密度聚乙烯在高温环境下耐电性能大幅下降问题的方法,通过电子辐照与乳液聚合方法将聚苯乙烯分子接枝到聚乙烯分子链上,制备了不同组分聚苯乙烯接枝共聚物/低密度聚乙烯复合材料。当聚苯乙烯质量分数为6%时,复合材料在80-90℃下交流耐电性能较纯低密度聚乙烯提升约20%。差示扫描量热法、动态力学分析测试等试验结果显示:含6%聚苯乙烯的复合材料与纯低密度聚乙烯相比结晶度提高了10%;室温下复合材料的拉伸屈服应力和断裂伸长率均有提高;存储模量在85℃下提高至70MPa。复合材料交流击穿电场强度提升应与两种因素有关:1)接枝聚苯乙烯使复合材料弹性模量增大,抵御电破坏能力增强;2)复合材料内部聚苯乙烯苯环结构可以捕获热电子,耗损热电子能量,具有一定抑制电子崩产生的作用。 闫涵 宋淑伟 赵洪 姚占海关键词:聚苯乙烯 低密度聚乙烯 介电性能 悬浮接枝 几类重要的氟化反应的理论研究 化合物分子结构中引入氟原子会引起其物理化学性能改变和药理活性提高。但是,自然界中天然的含氟有机化合物非常罕见,因此,向有机分子中引入氟原子或含有氟基团是有机氟化学的一项重要课题。含氟化合物在农药、生物医药、材料等领域成为... 杜霞关键词:氟化反应 活性分析 锰卟啉 文献传递 电压稳定剂提高PE/XLPE绝缘耐电性能研究综述 被引量:29 2017年 随着聚合物绝缘电力电缆电压等级的逐步提升,人们对聚合物绝缘材料的耐电性能提出更为严苛的要求。添加电压稳定剂是提高聚乙烯(PE)和交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料耐电性能的重要方法之一,该方法具有丰富的使用经验和较好的价格优势,且新技术的不断涌现为电压稳定剂的研究提供了更多可能性。该文结合电树枝引发机制的相关研究成果,将电压稳定剂归纳为耐受局部放电及缓和强电场的电压稳定剂、俘获高能电子的电压稳定剂和电树枝引发陷阱理论相关电压稳定剂三大类,并分类阐述了其发展历程和作用机制。最后总结了电压稳定剂的研究难点和研究方向,提出电压稳定剂的大分子化、用理论化学计算方法研究电压稳定剂的作用机制以及电压稳定剂和纳米颗粒相结合是近期国内外主要的研究方向,而探究电压稳定剂在直流电缆绝缘中的应用可行性是目前亟待解决的实际问题。 李春阳 韩宝忠 张城城 张辉 王暄 赵洪关键词:聚乙烯 交联聚乙烯 电树枝