超聲處理MMT-PE納米復合材料電樹枝生長及局放特性研究.pdf

1、聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料(polymer/layered silicate，PLS)因優(yōu)良的電學性能廣泛應用于電力領域。無機硅酸鹽的層狀結構特點使其在聚合物基體中的剝離程度和分散狀態(tài)直接影響納米復合材料的性能，為此，大量學者開始探索如何對PLS納米復合物的結構進行調控。超聲技術可以促進硅酸鹽的納米片層分散均勻以及層間剝離程度，以達到進一步改善納米復合材料的電學性能。
　　本文利用超聲技術對納米蒙脫土(MMT)進行剝離處理，采

2、用熔融插層法與低密度聚乙烯(PE)混合，制備出經超聲作用的蒙脫土/聚乙烯納米復合材料(S-O-MMT/PE)。先通過差示掃描量熱儀(Differential Scanning Calorimeter，DSC)和偏光顯微鏡(Polarized Light Microscope，PLM)等技術對材料的結晶形態(tài)進行表征；然后對比研究超聲技術對納米復合材料的交流擊穿場強、介電頻譜的影響；最后，重點研究電樹枝生長過程中的樹枝形態(tài)及放電過程等。

3、r>　　DSC和PLM實驗結果表明：經過超聲技術作用的MMT加入PE基體后，提高了 PE的結晶度，使其分子鏈排列更為緊密。擊穿強度及介電頻譜實驗結果顯示：超聲技術使納米復合材料擊穿場強較PE提高了12.96％，相對介電常數(shù)較PE基體有所增加，但與未經超聲技術處理的納米復合材料相比明顯降低，說明超聲處理技術可以剝離蒙脫土片層結構，從而有效提高了聚乙烯基體的電學性能。此外，本文對納米復合材料中的電樹枝生長過程進行對比研究，并在φ-q-n圖譜

4、的基礎上，將統(tǒng)計的方法與時頻聯(lián)合分析方法進行結合，提出了基于統(tǒng)計參量的時頻分析方法，即φ-f圖譜，并利用該圖譜分析了在不同老化階段及不同形態(tài)下的電樹枝放電特性，結果顯示：電樹枝通道中的放電行為隨著樹枝形態(tài)的變化不斷發(fā)生變化，在電樹枝發(fā)展初期的放電信號較小，主要分布在10MHz以下頻段，隨著電樹枝的發(fā)展，放電信號的次數(shù)會快速增加，放電信號的頻率集中在10~15MHz頻段。放電信號的頻率可用來分析電樹枝的生長階段，以此判斷聚乙烯的絕緣狀態(tài)。