EVA对MgO/聚烯烃纳米复合材料介电性能的影响

针对高压、超高压直流输电电缆中存在空间电荷效应的现象,文中基于MgO/聚乙烯纳米复合材料,加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行改性,讨论了EVA的种类及用量对复合材料空间电荷、体积电阻率及直流击穿场强的影响,并通过扫描电镜(SEM)对粒子在复合材料中的分散性进行表征。结果表明,添加VA质量分数为14%的EVA制备的纳米复合材料介电性能要好于添加VA质量分数为50%的EVA,并且此种EVA质量分数为9%时,MgO粒子尺寸为56nm~76nm,达到了纳米级分散,有效地降低了复合材料中的空间电荷密度,对复合材料的体积电阻率和直流击穿场强均有提高。     

EVA对MgO/聚烯烃纳米复合材料介电性能的影响EI北大核心CSCD

针对高压、超高压直流输电电缆中存在空间电荷效应的现象,文中基于MgO/聚乙烯纳米复合材料,加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)进行改性,讨论了EVA的种类及用量对复合材料空间电荷、体积电阻率及直流击穿场强的影响,并通过扫描电镜(SEM)对粒子在复合材料中的分散性进行表征。结果表明,添加VA质量分数为14%的EVA制备的纳米复合材料介电性能要好于添加VA质量分数为50%的EVA,并且此种EVA质量分数为9%时,MgO粒子尺寸为56nm^76nm,达到了纳米级分散,有效地降低了复合材料中的空间电荷密度,对复合材料的体积电阻率和直流击穿场强均有提高。     

微波固相法合成纳米氧化镁

以乙酸镁和草酸为原料,用微波固相法制备了立方晶系结构的纳米氧化镁.TGA对前驱体的热分析表明微波处理能降低分解温度.采用XRD、TEM和IR对不同制备条件下MgO的晶型、晶粒尺寸、以及表观形貌等进行了表征,结果表明:焙烧温度、时间、微波加热时间对粒径影响较大;在600℃下焙烧3h制备的MgO平均晶粒尺寸为14.33nm.     

纳米MgO/低密度聚乙烯高压直流电缆复合材料的制备与性能

通过热处理方法得到表面不含羟基(—OH)的纳米MgO颗粒, 采用母料法制备了10wt% 纳米MgO/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料, 研究了纳米MgO/LDPE复合材料在70 kV/mm直流电场下的空间电荷特性, 评估了该方法对纳米颗粒分散的效果及工业化应用推广价值。结果表明:表面羟基化对纳米MgO/LDPE复合材料变温体积电阻率及介电特性的影响不大, 空间电荷积累量增加。当纳米MgO 掺杂量为1wt%时, 复合材料的电性能最佳。      

Sol-gel法在烧结型NdFeB永磁材料表面制备耐蚀纳米MgO膜层的研究

以无机镁盐为前驱物,无水乙醇为溶剂,添加适量的表面活性剂,采用溶胶-凝胶法在烧结型NdFeB永磁材料表面首次成功制备了纳米MgO膜层.讨论了不同工艺条件对溶胶-凝胶稳定性的影响,采用DSC-TGA、XRD、腐蚀浸泡试验等手段对其进行表征,结果表明,前驱物镁离子浓度在0.03～0.15mol/L范围内,v(无水乙醇):v(表面活性剂(火棉胶))=(6:4)～(8:2)时,均能制备出透明、稳定的溶胶;通过最佳热处理工艺在烧结型NdFeB永磁材料表面形成了致密、耐蚀的纳米MgO膜层,且MgO的晶粒取向在{200}和{220}晶面上,在450℃热处理后的MgO平均晶粒尺寸为23.43nm.     

固相法合成纳米MgO和NiO的实验探究

以MgCl2.6H2O、NiSO4.6H2O和NaOH为原料,用固相法合成了MgO、NiO颗粒。研究了不同焙烧温度对纳米MgO晶化和粒径的影响以及不同的升温速率对纳米NiO粒径和结晶的影响。采用X射线衍射、透射电镜分析方法研究了样品的性能。结果表明,采用固相法可以制备分散均匀、平均粒径为45～70nm的MgO、5～10nm的NiO,均属于立方晶系,呈立方形形态;300℃时MgO微粒粒径最小,700℃时结晶最好;升温速率对NiO微粒的粒径和晶化过程有少许影响。     

固相法合成纳米MgO和NiO的实验探究

以MgCl2·6H20、NiSO4·6H2O和NaOH为原料，用固相法合成了MgO、NiO颗粒。研究了不同焙烧温度对纳米MgO晶化和粒径的影响以及不同的升温速率对纳米NiO粒径和结晶的影响。采用X射线衍射、透射电镜分析方法研究了样品的性能。结果表明，采用固相法可以制备分散均匀、平均粒径为45-70nm的MgO、5～10...     

自蔓延法制备ZrO2-Y2O3纳米粒子的影响因素

采用自蔓延法制备ZrO2-Y2O3(YSZ)纳米粒子。研究了反应中柠檬酸与硝酸盐比例(c／n)对反应产物的影响以及对纳米晶粒尺寸的影响，并且探讨了分散剂的作用机理，在制备过程中添加分散剂磷酸酯(PE)对YSZ纳米颗粒尺寸的影响及其作用机制。结果表明，反应中柠檬酸与硝酸盐的最佳比例为0．56，此时可获得的晶粒尺寸为12nm；分散剂PE加入量为ZrOCl2质量的2％时，分散效果最好，获得的纳米颗粒团聚最小(30-70nm)。     

球磨时间对制备Fe-ZnO核壳纳米复合粒子的结构和性能的影响

通过高能球磨法制备了具有蛋糕-果仁形态的Fe-ZnO核壳纳米复合粒子,并研究了形成产物的微观结构、演化过程以及静磁性能和2-18GHz微波电磁参数.研究结果表明Fe-ZnO粒子具有良好的抗氧化性.XRD、HRTEM和SEM显示,随球磨进行Fe-ZnO粒子中Fe晶粒尺寸减小到10nm左右并逐渐增加表面各向异性.与微米羰基铁相比,Fe-ZnO粒子具有较大的微波磁导率和较小的微波介电常数,以及相近的比饱和磁化强度.本文发展的方法对制备其他金属与无机氧化物的纳米复合材料也有重要指导作用.     

化学气相沉积法制备超纳米金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积法,利用CH4、SiO2和Ar的混合气体在单晶硅片基底上制备出高质量的超纳米金刚石薄膜.表征结果显示,制备的薄膜致密而均匀,晶粒平均尺寸约7.47nm,表面粗糙度约15.72nm,并且其金刚石相的物相纯度相对较高,是质量优异的超纳米金刚石薄膜材料.     

多层介孔纳米MgO/低密度聚乙烯复合材料的制备及其绝缘性能

塑料高压直流电缆在电力输运中,绝缘层容易发生电子及空穴注入并局部积聚,形成空间电荷包,长期运行容易引发绝缘失效。为此,抑制电子及空穴的注入、积聚,防止空间电荷包的产生是制备塑料高压直流电缆的关键技术。通过制备多层介孔结构纳米MgO,采用低沸点溶剂法,实现了纳米MgO在低密度聚乙烯(LDPE)中的均匀分散。研究了1wt%纳米MgO/LDPE复合材料的空间电荷行为、直流击穿强度、热刺激电流及介电特性。结果表明:添加1wt%纳米MgO的LDPE在70 kV/mm电场下有效地抑制了空间电荷积聚,提高了直流击穿强度,降低了介电常数;热刺激电流研究表明纳米MgO形成了新的陷阱,有效捕获了载流子,形成独立电场,避免了局部有效电场,形成新的势垒,抑制了电极载流子的注入,最终抑制了空间电荷积聚。      

纳米SiO2分散性对SiO2/LDPE纳米复合材料直流介电性能的影响

SiO₂/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料的介电性能与纳米SiO₂在LDPE基体中的分散性密切相关。为研究室温下拉伸处理对纳米SiO₂颗粒在LDPE基体中分散性的作用机制,本文选取7 nm粒径的疏水型纳米SiO₂与LDPE熔融共混制备SiO₂/LDPE纳米复合材料。将制备好的纳米复合材料经过三次拉伸处理,利用SEM、DSC表征纳米粒子的分散性及复合材料的结晶度,利用热刺激电流法(TSC)测试分析复合材料的陷阱能级和陷阱密度。通过对纳米复合材料的空间电荷,电导电流,直流击穿强度进行实验测试,研究了拉伸对纳米粒子分散性的影响及其所导致的直流介电性能的改变。结果表明室温下拉伸有助于纳米粒子的分散,使纳米SiO₂粒子的团聚尺寸从200 nm左右缩减到100 nm左右;但拉伸会破坏LDPE的结晶结构,劣化其性能;通过掺杂纳米SiO₂引入深陷阱能级可以改善LDPE的直流介电性能。经过拉伸的SiO₂/LDPE的空间电荷积累得到...     

Electrical properties of flexible polypropylene based cable insulation materials

DC resistivity and AC breakdown strength of flexible polypropylene (trade marked name Hifax) cable insulation materials have been measured at selected temperatures. The AC breakdown data has been analysed in terms of Weibull distribution. The results show that Hifax cable insulation has a higher AC breakdown strength than EPR (ethylene propylene rubber) and XLPE (crosslinked polyethylene), both of which are widely used for DC cable insulation. It is concluded that blending Hifax with ordinary polypropylene decreases the breakdown strength. The DC resistivity of Hifax is larger than that of XLPE and oil-impregnated paper insulations. It has been found that the electrical stress coefficient of resistivity of Hifax cable insulation increases with temperature, which may have important engineering implications. An anomalous drop in resistivity has been observed for Hifax at high electrical fields, suggesting charge trapping and detrapping processes are present in these cable insulations.     

纳米ZnO/低密度聚乙烯复合材料的介电特性

为探讨纳米ZnO/低密度聚乙烯（LDPE）复合材料的介电特性,首先,采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂对纳米ZnO进行改性,并利用两步法制备了不同纳米ZnO质量分数、不同纳米ZnO粒径、不同纳米ZnO表面修饰方式和不同冷却方式的纳米ZnO/LDPE复合材料;然后,通过FTIR、SEM、DSC和热激电流（TSC）测试了纳米ZnO在基体中的分散情况、复合材料的等温结晶过程参数变化及陷阱密度;最后,在不同实验温度下分别进行了交流击穿、绝缘电导率、介电常数和空间电荷实验。结果表明:纳米ZnO的加入使纳米ZnO/LDPE复合材料内部陷阱深度和密度均有所增加;当纳米ZnO的粒径为40 nm且质量分数为3%时,复合材料的结晶速度最快,纳米ZnO在基体中的分散性较好,击穿场强达到最高值133.3 kV/mm,电导率及介电常数也相对较低,加压时复合材料内部空间电荷少,短路时释放电荷速度快,介电性能较好;由于纳米粒子增加了材料内部的热传导速率,降低了复合材料随着温度升高而降解的速度,因而相对于纯LDPE,随着实验温度的提高,纳米ZnO/LDPE复合材料的击穿场强下降幅度及电导率上升幅度均较小。      

Influence of Sr/Ba ratio on the energy storage properties and dielectric relaxation behaviors of strontium barium titanate ceramics

Sr _x Ba_1?x TiO₃ (x = 0.50–0.70) ceramics were prepared by conventional solid-state method. The effects of Sr/Ba ratio on the microstructures, energy storage properties and dielectric relaxation behaviors of ceramics were systematically investigated. Scanning electron microscopy observations revealed that the grain size was inhibited with increasing Sr molar fraction. The Sr_0.6Ba_0.4TiO₃ ceramics obtained the highest energy density of 0.3629 J/cm³ attributed to the increase of average breakdown strength resulting from the decrease of grain size and the optimizing of microstructure. In order to investigate the influence of Sr/Ba ratio on the dielectric relaxation behaviors, the activation energy has been calculated from the relaxation of dielectric loss and the complex impedance spectra by the Arrhenius relationship, respectively. The same results indicated that the decrease of grain size resulting in more grain boundaries, it was difficult for transferring charge and making an orientation under external electric field. Meanwhile, more defects existed at grain boundary and accelerated the thermally activated motions of defects, leading to the increase of activation energy.     

Microstructural characterization of donor-doped lead zirconate titanate films prepared by sol–gel processing

Lanthanum and niobium-doped lead zirconate titanate, Pb(Zr,Ti)O₃, (PZT) thin films were prepared on Pt/Ti/SiO₂/Si substrates by sol–gel processing. Films have a Zr/Ti ratio of 52:48 and tetragonal perovskite phase structure. The influence of donor dopants on the morphology, texture and defects of PZT films was studied using X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, scanning electron microscopy, breakdown field strength and fatigue. Donor doping of PZT films results in increased breakdown field strength and improved fatigue properties. These originate from (i) the reduction of texture in the [111] and increase in the texture in [100]; (ii) lower porosity, smaller grain size and smoother surfaces; (iii) granular grain structure; and (iv) reduction in the oxygen vacancy concentration in the films.     

原料配比对多孔MgO/Fe-Cr-Ni复合材料性能的影响

铁铬镍合金具有良好的高温强韧性和抗蠕变性,广泛应用于航空发动机、工业燃气轮机等设备中。利用原位合成和无压烧结工艺制备nano-MgO(34.9%)/Fe-Cr-Ni(质量分数,下同),micro-MgO(34.9%)/Fe-Cr-Ni,micro-MgO(25.7%)/Fe-Cr-Ni,micro-MgO(17.0%)/Fe-Cr-Ni 4种多孔复合材料。采用DTA,XRD和SEM等测试方法,研究不同MgO晶粒大小和含量对多孔金属基复合材料的常温和高温抗弯强度、高温抗氧化性能的影响。结果表明,在相同的烧结工艺条件下,不同原始粉末引起不同的反应热焓,导致烧结后得到的试样具有不同的气孔率和相组成。制备出的多孔复合材料主要由Cr_0.7Fe_0.36Ni_2.9,Cr-Fe固溶体的金属基体和MgO陶瓷增强相组成。当温度从室温升至1000℃左右,4种复合材料的抗弯强度值均随着温度的升高而降低,但其抗氧化性能优异。在4种多孔复合材料中,多孔nano-MgO(34.9%)/Fe-Cr-Ni复合材料的高温抗氧化能力优于其他3种多孔复合材料。     

聚合物电介质的击穿与空间电荷的关系

空间电荷是聚合物在交流或直流高压作用下发生老化和击穿的主要原因之一,以往的研究基本认为由于空间电荷的注入并集聚使介质内部电场严重畸变,从而使介质老化最终引起击穿,相应的解释模型都是在有外加电场作为前提建立的.但是,根据最新的实验研究发现,外加电场并不是介质击穿的必要条件,介质的击穿可以发生在空间电荷的脱阱过程中而与外加电场无关.本文阐述了空间电荷与绝缘高聚物的老化和击穿的关系,并且结合最新的研究成果,揭示了介质内部空间电荷的存在是击穿的重要条件,而且击穿是发生在空间电荷的脱阱过程中.     

光伏电池用背电极银浆的制备与性能研究

通过化学还原法制备了粒径均一的高分散超细球形银粉,粒径1～2μm,并研究了影响银粉制备的因素。以此银粉为基础,选择合适的组分,制备晶硅光伏电池用背电极银浆,并改善了配制工艺,节省了制备步骤。经过印刷、烧结后,测试了银浆的焊接拉力、电阻率及与铝浆的复合性,达到了工业生产应用的要求。