*新研發進展評述 ? 隨著電壓等級的提升,電力設備的失效成為制約電力系統安全穩定運行和發展的重要因素,而設備的失效大部分來自于絕緣材料的破壞。為了提升現有電絕緣材料的性能,國內外研究表明,通過納米復合技術是解決這類問題的有效途徑。今后亟需加強電絕緣復合材料的理論研究,闡明電絕緣復合材料的劣化過程、破壞過程中的電、熱、機械、光學過程;進而結合材料學、化學等不同的學科的先進技術開發高性能電絕緣復合材料。 ? 在環境友好新型電絕緣材料研究方面,改善復合絕緣油漆和其它電絕緣材料性能,實現新型電絕緣材料的環境友好特性,必須通過研究無機/有機電絕緣復合材料的配方及其結構與性能著手,揭示實現無毒、無副作用的新型電絕緣材料的設計原理。在*端條件下電絕緣復合材料失效規律與機理方面,其基礎是揭示電絕緣復合材料的宏觀特性與制備、微納尺度下多物理場耦合作用引發的介電效應與損傷破壞規律;進而運用精準的多物理場仿真與精算手段和先進的材料制備手段開發出可應用于各種*端條件的先進電絕緣復合材料。 ? 國內外對比分析 ? 近年來國內外結合材料設計、分子仿真和納米改性等技術不斷研究和探索新型電絕緣復合材料的制備和表征技術,逐步實現電絕緣材料設計、制備和應用方面的突破。納米復合電介質的研究和發展為高擊穿性能電絕緣復合材料發展指明了方向。采用具有絕緣、導電或導熱特性的納米尺度粒子改性聚合物基體,制備納米復合電介質材料,可以改變介質的微觀形態結構,調控介質材料的介電響應特性,實現擊穿場強的提高。第二代納米復合電介質材料的研究已經證實了界面調控技術對電絕緣復合材料介電特性的改善,并且還可以實現電絕緣復合材料的多種性能同時提升。采用化學制備技術、表面修飾和微觀-介觀-宏觀的關聯研究和開發高擊穿性能的絕緣材料是未來絕緣材料的發展趨勢。國際上已從聚合物的化學結構、結構的非規整性、分子運動、添加劑、溫度和二次效應等各方面對電絕緣復合材料的擊穿過程進行詳細論述,總結了電聚合物復合材料不同情況下的擊穿機理,指出不同溫度下其擊穿機理的不同。 ? 在提高材料擊穿性能的研究中,復合材料成為研究熱點,上世紀末納米電介質的出現,更是成為電絕緣材料擊穿性能提升的重要手段。在聚合物中添加無機納米粒子形成的納米復合電介質材料一方面可以提高或降低聚合物的介電常數,另一方面可以提高材料的擊穿性能。納米復合電介質材料擊穿機理與聚合物介質的擊穿機理密切相關。 ? 【來源:無】 ?
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