随着特高压输电技术的快速发展和大容量电力传输需求的不断增加,绝缘纸在极端环境下的电气性能、机械强度及热稳定性面临着更为严峻的挑战。该文提出纳米SiO_(2)粒子掺杂与等离子体氟化协同改性策略,系统研究协同改性前后绝缘纸的电气...随着特高压输电技术的快速发展和大容量电力传输需求的不断增加,绝缘纸在极端环境下的电气性能、机械强度及热稳定性面临着更为严峻的挑战。该文提出纳米SiO_(2)粒子掺杂与等离子体氟化协同改性策略,系统研究协同改性前后绝缘纸的电气性能、机械性能、疏水性能及热老化性能的演变规律,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和能量色散X射线光谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)表征氟化处理后绝缘纸表面形貌与元素分布变化。基于分子动力学模拟,揭示纳米粒子掺杂和含氟基团介质的协同增强机制。结果表明:纳米SiO_(2)粒子掺杂协同等离子体氟化改性可有效限制载流子的运动,显著提升了绝缘纸的绝缘性能。与未改性相比,绝缘纸的击穿场强和体积电阻率分别提高109.2%和134.9%。协同改性处理后,绝缘纸表面接枝了大量含氟基团,显著提升其表面疏水性;同时,含氟基团与纳米SiO_(2)间形成的氢键强化了纳米SiO_(2)与绝缘纸的桥接作用,进而可有效提升绝缘纸的热老化性能。展开更多
纳米SiO_(2)填料与环氧树脂基体界面效应差,限制了复合材料电气性能提升。为此采用CF_(2)/N;等离子体协同偶联剂改性纳米SiO_(2)填料,改变其在基体中界面特性,制备了不同质量分数的纳米SiO_(2)/环氧树脂复合材料。对复合材料的化学组分...纳米SiO_(2)填料与环氧树脂基体界面效应差,限制了复合材料电气性能提升。为此采用CF_(2)/N;等离子体协同偶联剂改性纳米SiO_(2)填料,改变其在基体中界面特性,制备了不同质量分数的纳米SiO_(2)/环氧树脂复合材料。对复合材料的化学组分、表面形貌、闪络电压和击穿场强等进行测试。测试表明:氟元素以CF_(2)为主要形式存在改性SiO_(2)表面;纳米SiO_(2)平均粒径降低27.9%,团聚现象得到有效抑制。SiO_(2)质量分数3%的复合材料闪络电压比纯环氧树脂增高了10.58%;击穿场强达到33.7 k V/mm,体积电阻率达到2.5×10^(15)Ω·cm,分别比未改性试样提高11.6%和34.61%。等离子体氟化可有效在颗粒表面接枝氟元素,阻碍材料内部载流子迁移,改善复合材料电气性能。展开更多
文摘随着特高压输电技术的快速发展和大容量电力传输需求的不断增加,绝缘纸在极端环境下的电气性能、机械强度及热稳定性面临着更为严峻的挑战。该文提出纳米SiO_(2)粒子掺杂与等离子体氟化协同改性策略,系统研究协同改性前后绝缘纸的电气性能、机械性能、疏水性能及热老化性能的演变规律,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和能量色散X射线光谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)表征氟化处理后绝缘纸表面形貌与元素分布变化。基于分子动力学模拟,揭示纳米粒子掺杂和含氟基团介质的协同增强机制。结果表明:纳米SiO_(2)粒子掺杂协同等离子体氟化改性可有效限制载流子的运动,显著提升了绝缘纸的绝缘性能。与未改性相比,绝缘纸的击穿场强和体积电阻率分别提高109.2%和134.9%。协同改性处理后,绝缘纸表面接枝了大量含氟基团,显著提升其表面疏水性;同时,含氟基团与纳米SiO_(2)间形成的氢键强化了纳米SiO_(2)与绝缘纸的桥接作用,进而可有效提升绝缘纸的热老化性能。
文摘纳米SiO_(2)填料与环氧树脂基体界面效应差,限制了复合材料电气性能提升。为此采用CF_(2)/N;等离子体协同偶联剂改性纳米SiO_(2)填料,改变其在基体中界面特性,制备了不同质量分数的纳米SiO_(2)/环氧树脂复合材料。对复合材料的化学组分、表面形貌、闪络电压和击穿场强等进行测试。测试表明:氟元素以CF_(2)为主要形式存在改性SiO_(2)表面;纳米SiO_(2)平均粒径降低27.9%,团聚现象得到有效抑制。SiO_(2)质量分数3%的复合材料闪络电压比纯环氧树脂增高了10.58%;击穿场强达到33.7 k V/mm,体积电阻率达到2.5×10^(15)Ω·cm,分别比未改性试样提高11.6%和34.61%。等离子体氟化可有效在颗粒表面接枝氟元素,阻碍材料内部载流子迁移,改善复合材料电气性能。
