纳米sio_2、mgo、zno复合硅橡胶介电性研究

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1、国内图书分类号：TM215.92工程硕士学位论文纳米SiO2、MgO、ZnO复合硅橡胶介电性研究硕士研究生：李中原导师：张沛红申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM215.92DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchontheDielectricCharacteristicsofnano-SiO2、MgO、ZnOCompositingSiliconeRubberCandidate：LiZhongyu

2、anSupervisor：ZhangPeihongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricengineeringDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology纳米SiO2、MgO、ZnO复合硅橡胶介电性研究摘要硅橡胶因凭借其良好电气性能，成为制造复合绝缘子的主要材料，然而在外加电场的长期作用下，其电气性能逐渐下降，影响了电力系统的安全运行。为了提高硅橡胶的电气性能，许多学者开始关注

3、纳米添加剂对硅橡胶的电气性能的影响，众多实验表明，将无机纳米粒子添加到硅橡胶中能够改善硅橡胶的电气性能。本文以室温硫化硅橡胶为基体，以纳米SiO2、纳米ZnO、纳米MgO分别作为无机填料，选用硅烷偶联剂(KH560)作为三种纳米粒子的表面改性剂，采用超声波法和机械法分别制备出质量分数为2%、4%、6%、7%的纳米SiO2/硅橡胶、纳米MgO/硅橡胶和纳米ZnO/硅橡胶，通过扫描电镜观察纳米粒子的分散情况。并对不同种类及不同含量的纳米填充硅橡胶进行击穿测试、电导率测试、介电谱测试和空间电荷测试(PulsedElectro-Acousticmethod，PEA)。通过对不同种类及不

4、同含量的纳米硅橡胶复合物进行交流击穿实验发现，采用超声波法制备的试样击穿场强更高于机械法制备的试样。研究粒径15nm和30nm的SiO2掺杂硅橡胶的击穿性能的影响，发现粒径30nm的SiO2改善硅橡胶的击穿性能的效果较差。引用复合材料中填料的空间分布的计算模型，计算了纳米硅橡胶复合物体系中的纳米粒子的界面体积分数，结合逾渗理论分析复合材料的击穿场强随纳米粒子含量变化的原因，发现在逾渗阈值附近处击穿场强会发生突降的原因。通过介电谱实验发现，无机纳米粒子的掺杂能够提高复合材料的相对介电常数和介质损耗角正切。并且在逾渗阈值附近处，相对介电常数和介质损耗角正切出现突增的现象。纳米硅橡胶

5、复合物的直流电导率测试表明，无机纳米粒子含量在逾渗阈值处电导率增加明显。空间电荷测试(PEA)结果表明，添加不同种类的纳米颗粒对复合材料的空间电荷抑制效果不同。关键词纳米SiO2；纳米ZnO；纳米MgO；硅橡胶；介电性能-I-ResearchontheDielectricCharacteristicsofnano-SiO2、MgO、ZnOCompositingSiliconeRubberAbstractSiliconerubberhasbecamethemainmaterialofmanufactuingcompositesinsulatorforitsadvantageine

6、lectricalperformance.Theinsulationperformanceofsiliconerubberwilldeclineunderhighvoltageforalongtime.Inordertoimprovesiliconerubberelectricalperformance,manyscholarsbegintopayattentiontotheinfulenceofnanoadditivesonelectricalpropertiesofsiliconerubber.Anumberofstudieshavesuggestedthatcompoun

7、ddingsiliconerubberwithnanoadditivesintonanocompositescanincreasetheelectricalperformance.ThepaperbasedonSiliconerubberformatrix,nano-SiO2、nano-MgOandnano-ZnOwereusedasinorganicfillers,selectionofsilanecoupling(KH-560)asmodifiers.Siliconerubbercomp