纳米导电炭黑的表面改性对超高压电缆用半导电屏蔽料性能影响的研究

采用熔融共混法制备了超高压电缆用半导电屏蔽料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)技术研究了纳米导电炭黑的表面改性对超高压半导电屏蔽料的相容性的影响;研究了复合材料的表面光洁度、物理机械性能、电气性能;通过热失重技术(TG)、差示扫描量热技术(DSC)研究了复合材料的高温稳定性。当炭黑添加量为25份(phr)时,半导电屏蔽料的综合性能最佳。     

高压电缆半导电屏蔽材料研究进展与展望

半导电屏蔽层是高压交直流电缆的重要组成部分,起到消除电缆绝缘与导体/金属屏蔽界面缺陷、均匀电场的作用.本文阐述了半导电屏蔽复合材料的导电机理及正、负温度电阻系数(PTC/NTC)效应;分析半导电屏蔽层表面光滑度的影响因素,提出基于白光干涉三维表面轮廓扫描的表面光滑度精确评估方法;综述了聚合物基体和导电填料对半导电屏蔽复...     

第四讲 电解质溶液的导电与离子的迁移

当电流通过物质时,物质将对电流产生一定的阻力,这个阻力叫电阻,常用R表示,单位为欧姆(Ω),电阻越小,表示物质的导电能力越大,反之,导电能力越小。因此,用电阻值的大小来表示物质导电能力的强弱是可以的,但不便当,习惯上还是用电导来表示物质的导电能力,所谓电导(用L来表示)是指电阻的倒数(即     

数字万用表电导档巧应用

数字万用表有的设有电导档,电导是衡量物体导电能力的一个量,用G表示,单位为S(西门子)。电导计算公式为Gx=l/Rx,即电阻越大,电导越小。一般数字表电导档是用于测高电阻或各种器件线路漏电电阻     

EP/MWNTs/OMMT复合材料的电学性能研究

通过对多壁碳纳米管(MWNTs)进行酸化处理,并将MWNTs和有机化蒙脱土(OMMT)两种纳米粒子加入到环氧树脂(EP)中,采用酸酐类固化剂固化,制得了EP/MWNTs/OMMT三相复合材料。对MWNTs酸化前后的微结构进行了观察及对三相复合材料的介电性能进行了测试。结果表明:酸化后的多壁碳纳米管在溶剂中的分散性得到很大的改善,提高了MWNTs在环氧基质中的分散性;随着MWNTs含量的增加,EP/MWNTs/OMMT复合材料的体积电阻率总体呈下降的趋势,介电常数与介质损耗呈现先下降后上升的趋势,OMMT的加入在一定程度上对EP/MWNTs/OMMT复合材料的介电性能起到了积极的作用。     

功能化碳纳米管/环氧树脂复合材料性能研究

采用羧基功能化碳纳米管(C–MWNTs)和环氧基功能化碳纳米管(E–MWNTs)改性环氧树脂。利用扫描电子显微镜观察碳纳米管功能化前后的形貌变化,分析碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料的冲击断面形貌,测试了复合材料的力学性能和介电性能。结果表明:环氧基功能化碳纳米管与环氧树脂基体作用力更强,当E–MWNTs和C–MWNTs在复合材料中的掺杂量分别达到1.0wt%和0.7wt%时,E–MWNTs/EP复合材料和C–MWNTs/EP复合材料的冲击强度较未掺杂环氧树脂分别提高了52.2%和39.9%,当碳纳米管掺杂量为0.7wt%时,两体系的弯曲强度与未掺杂环氧相比分别提高了35%和26%。探讨了碳纳米管增韧环氧树脂的机理。不同方法处理的碳纳米管对环氧树脂复合材料的介电常数和介电损耗影响程度不同。     

加工助剂对高压电缆半导电屏蔽料性能影响研究

高压电缆半导电屏蔽料主要由基体树脂、导电炭黑和加工助剂通过熔融混合加工而成。其中，加工助剂是影响高压电缆半导电屏蔽料品质的重要因素，然而加工助剂对高压电缆半导电屏蔽料性能的影响鲜有报道。该文采用熔融共混法制备导电炭黑(CB)/乙烯–丙烯酸丁酯共聚物(EBA)半导电屏蔽料，系统研究导电炭黑用量、分散剂类型与含量、交联剂类型与用量对半导电屏蔽料结构与性能的影响。采用扫描电子扫描显微镜和光学显微镜观察CB/EBA半导电屏蔽料内部微观结构和表面光洁度，通过电阻率测试仪和电子万能试验机评价CB/EBA半导电屏蔽料电性能和力学性能。实验结果表明：在导电炭黑质量分数为30%、分散剂N.N’-乙撑双硬脂酰胺为2.0%及交联剂双叔丁基过氧异丙基苯在1.0%时达到最优性能，半导电屏蔽料23℃和90℃电阻率为13.6Ω·cm和307.9Ω·cm，拉伸强度和断裂伸长率分别为18.5MPa和241.5%，且试样表面没有直径大于50μm的突起点，能够满足高压电缆屏的应用要求。此外，对比分析发现，我国自主研制的高压电缆半导电屏蔽料与国外同类产品拥有同等性能水平。该文工作为高压电缆半导电屏蔽料国产化提供了理论依据和数...     

中压电力电缆用半导电屏蔽料电阻率温度系数研究

中压电力电缆半导电屏蔽层的附加损耗与体积电阻率相关。电缆工作温度上升,半导电屏蔽层电阻增大,则电缆tg δ变大,半导电界面热效应变坏,影响电缆使用寿命,因此半导电屏蔽层电阻率的温度特性应平稳。相应的,半导电屏蔽层所用半导电屏蔽料的电阻率温度特性也应平稳。通过研究半导电屏蔽料的电阻率温度特性,认为通过考核电阻率的温度系数来评估半导电屏蔽材料的电气性能稳定性是一种可行且操作简便的试验方法,并给出了电气热稳定性较好屏蔽料的电阻率温度系数α范围。     

220 kV电缆用半导电屏蔽料的制备与性能研究

采用进口BUSS设备制备了220 kV电缆用半导电屏蔽料,采用扫描电子显微镜(SEM)技术研究了导电炭黑在树脂中的分散情况,研究了导电炭黑的添加量对屏蔽料体积电阻率及机械性能的影响,用光学控制系统(OCS)设备对表面光滑度进行了检测,通过热失重技术(TG)研究了屏蔽料的高温稳定性。最终确定了导电炭黑的最佳添加量为30wt%。     

等离子体表面改性玻璃纤维增强的环氧树脂性能研究

本文基于水轮发电机定子绝缘材料的性能,采用介质阻挡放电在空气中大气压下对无碱玻璃纤维进行表面改性实验,考察改性时间对玻璃纤维表面形貌及化学组成成分变化的影响。其次,用不同处理时间下的玻璃纤维掺杂双酚A型环氧树脂,并制备成复合材料,分别测试了复合材料的拉伸、弯曲等力学参数,对比分析低温等离子体改性时间对复合材料力学性能的影响。实验结果表明,经等离子体处理180s后,玻璃纤维表面出现许多刻蚀坑,并且引入了O-C=O含氧官能团,O-C=O基团含量从未处理的0%上升到7.9%,而复合材料的拉伸、弯曲强度也分别提高了30.97%、37.5%。分析表明,低温等离子体的化学刻蚀作用引起的玻璃纤维表面形貌的变化,以及表层极性基团的引入,是玻璃纤维表面活化处理中的主导过程。采用等离子体表面活化后的玻璃纤维增强环氧树脂,可以使复合材料的力学性能得到显著提高。     

编织增强型电磁防护材料的等效模型与屏蔽性能

为实现编织增强型电磁防护材料的屏蔽效能理论预测及其优化设计,构建了复合材料的等效模型,该模型将编织型复合材料剖分成多层单纱定向周期排列的各向异性介质的叠加,并基于有效介质理论给出了各层介质等效电磁参数的计算公式,仿真计算并验证了等效模型预测材料屏蔽效能的可行性。然后基于等效模型分析了编织增强型电磁防护材料屏蔽性能的影响因素。仿真计算结果表明:复合材料等效模型与仿真计算模型的屏蔽效能差别不超过3 d B,复合材料屏蔽效能随编织体单纱电导率增大而增大,且在电导率达到特定值时屏蔽效能变化不再明显;编织体网孔尺寸越小,材料屏蔽效能越大。所构建的编织增强型电磁防护材料等效模型及屏蔽性能分析能够用于指导高效屏蔽复合材料的优化设计,具有一定理论价值。     

多壁碳纳米管/交联聚乙烯的空间电荷特性研究

为研究多壁碳纳米管(MWNTs)对多壁碳纳米管/交联聚乙烯复合绝缘材料空间电荷特性的影响,采用电声脉冲法对熔融密炼制作的MWNTs/XLPE纳米复合材料试样进行空间电荷分布测试。同时利用极化-去极化电流法测试试样的去极化电流,并用标准油杯电极测试试样的直流击穿场强。结果表明:在不同电场强度下,MWNTs质量分数为0.2%的复合材料试样的空间电荷注入量和累积量都明显小于纯XLPE,具有较强的空间电荷抑制能力;在室温条件下,MWNTs质量分数为0.2%的复合材料的直流击穿场强小于纯XLPE,但稳定性好。     

六方氮化硼对5G基站用屏蔽硅橡胶/羰基铁粉复合材料性能的影响

通过熔融共混的方法将六方氮化硼(h-BN)加入硅橡胶/羰基铁粉复合材料中,对其进行物理改性,研究六方氮化硼对复合材料力学性能、磁导率、导热性以及热老化性能的影响.结果表明:六方氮化硼在复合材料中分布均匀且与硅橡胶有良好的相容性;六方氮化硼的加入可以有效提升复合材料的拉伸强度,降低复合材料的磁导率.当六方氮化硼添加份数超过20份后可以有效提升复合材料的导热性能.持续的热老化会使含有六方氮化硼的复合材料拉伸强度先上升后下降,而断裂伸长率持续下降.     

锂离子电池用高倍率性能Li_4Ti_5O_(12)/MWNTs复合材料

通过溶胶凝胶法辅助的溶剂热法和热处理制备了Li4Ti5O12/MWNTs复合电极材料。进行了热重(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、布鲁瑙尔-埃利特-特勒法(BET)等表征分析和电化学性能测试研究。与纯相的Li4Ti5O12相比,Li4Ti5O12/MWNTs具有较高的比表面积,更有利于锂离子的扩散;且MWNTs提供的三维导电网络状结构提高了复合材料的导电性,Li4Ti5O12/MWNTs具有更好的倍率性能和循环性能。在10 C下放电,比容量为140 mAh/g;经过300次循环其放电比容量仍有124 mAh/g,容量保持率为89%。     

用碳酸钙与甲基丙烯酸锌对三元乙丙橡胶改性的研究

采用共混法制备了甲基丙烯酸锌(ZDMA)/碳酸钙(CaCO3)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料,研究了碳酸钙和甲基丙烯酸锌及并用对复合材料性能的影响。结果表明,添加甲基丙烯酸锌复合材料的力学性能优于添加碳酸钙的复合材料,当甲基丙烯酸锌与碳酸钙并用时,甲基丙烯酸锌所占比例越高,复合材料拉伸强度越大。添加甲基丙烯酸锌和碳酸钙都能提高复合材料的耐热氧老化性,两种填料并用可获得更好的效果。     

高碳黑含量聚丙烯电力电缆屏蔽材料

热塑性绝缘电缆代表着电力电缆的发展方向之一。近年来,热塑性电缆绝缘材料获得了重视。然而,与热塑性电缆绝缘材料配合使用的热塑性半导电屏蔽材料的研究仍然很少。考虑到现有热塑性电缆以聚丙烯基绝缘为主,研究了聚丙烯基热塑性半导电屏蔽材料的结构和性能。以聚丙烯和乙烯–辛烯共聚物弹性体的共混物为基体,以导电碳黑为填料,制备了碳黑质量分数为28.6%、31.0%、33.3%的复合材料。采用扫描电镜和透射电镜观察了碳黑在复合材料中的分散与分布;用平行板流变仪研究了不同碳黑含量下复合材料的熔融流变行为;获得了复合材料的电导率与温度的变化关系;探究了碳黑含量与分布对复合材料的动态力学、流变及导电等性能的影响。结果表明:较高碳黑含量下,复合体系的导电性能与碳黑颗粒在聚合物中的分布状态密切相关,与碳黑填充分数关系不密切;另外,可利用流变性能和动态力学参数来判断复合体系的碳黑网络结构。综合来看,含碳黑质量分数为31.0%时,半导电屏蔽材料具有较好的导电性和加工性能。     

聚苯乙烯/纳米碳化硅晶须复合材料的制备

采用钛酸酯偶联剂(NDZ-105)对纳米β-碳化硅晶须(β-SiCw)进行表面改性处理,通过粉末共混-模压成型制备PS/SiCw纳米复合材料。探讨了SiCw用量和NDZ-105处理对复合材料力学、耐热性和介电性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随SiCw用量的增加而提高,当SiCw的质量分数为3%时,综合力学性能最佳;表面改性有助于进一步提高材料的力学性能;热失重分析表明SiCw的加入使PS的耐热性提高;介电性能分析表明复合材料的介电常数随SiC用量的增加而增加。     

多壁碳纳米管在动力锂电池中的应用

以通用导电剂超导炭黑(Sp)为基础,研究碳纳米管(MWNTs)作导电剂对电池性能的提升.极片的SEM测试结果表明:纤维状的MWNTs能够均匀分散在活性物质表面,并在颗粒之间形成导电网络,提高极片的导电能力.实验采用不同的极片配组形成四类标称容量为8 Ah的动力电池,其常规性能和倍率性能测试结果表明:以MWNTs作导电剂的电池,其性能都优于以Sp为导电剂的电池,可使容量提升2％～5％,放电平均电压增加0.6％～0.9％,内阻降低8％～16％,4C放电的2.8 V平台率提高35％～62％,且正、负极都加MWNTs效果最好.此外,负极导电能力的提高更有利于电池倍率性能的提升.     

乙烯基非交联电缆屏蔽料性能与分散剂含量关系研究

非交联绝缘材料具有优异的电气机械性能,同时生产能耗少、可回收利用,成为目前电缆绝缘料的研究热点,但与之匹配的非交联半导电屏蔽料的研究还鲜有报道。导电炭黑的分散性对屏蔽料的性能影响重大。文中选用线性低密度聚乙烯（LLDPE）为基体树脂,白油为分散剂,采用熔融共混法制备了非交联电缆屏蔽料。研究了白油含量对屏蔽料中炭黑分散、结晶性能、体积电阻率和机械性能的影响。结果表明添加白油会促进炭黑的分散,但白油含量过大会降低屏蔽料的结晶度,增加其体积电阻率并降低拉伸强度和断裂伸长率。当白油含量为2 wt%时,屏蔽料体积电阻率最小,力学性能最佳。该研究为非交联半导电屏蔽料在乙烯基非交联电缆的应用研究提供了参考。     

超导电炭黑复合半导电屏蔽材料对直流电缆绝缘材料空间电荷注入的影响

将超导电炭黑和普通炭黑分别填充到乙烯-丙烯酸乙酯中(EEA)中,制备了电阻率相同的半导电屏蔽材料,测试其力学性能、体积电阻率以及空间电荷性能,分析超导电炭黑复合半导电屏蔽材料对直流电缆绝缘材料空间电荷注入的影响,并与国外±500 k V直流电缆半导电屏蔽材料的性能进行对比。结果表明:高结构的超导电炭黑聚集体直径较小、表观密度小,在添加量较少时,其在EEA中分布较常规导电炭黑密集,粒子间距小,所得半导电屏蔽材料作为电极时,直流绝缘材料中空间电荷注入量较小。