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SiO2/环氧树脂复合材料制备及性能研究; Study on Preparation and Properties of Silica/Epoxy Composites
邬瑞文
学位类型工程硕士
2015-07
学位授予单位中国科学院研究生院
学位专业材料工程
关键词环氧树脂 Sio2球形颗粒 复合材料 介电性能 表面改性
摘要随着我国经济的持续快速发展,电力供需矛盾和能源分布问题日益突出,对建设电力高效输送的特高压电网提出了迫切要求。目前,我国直流特高压关键绝缘设备(如气体绝缘输电线路:Gas Insulated Transmission Line, GIL;封闭式气体绝缘组合电器:Gas Insulated Switchgear, GIS)制造能力大幅提升,但其相关的环氧绝缘复合材料尚未形成自己核心技术。传统的复合材料难以满足直流特高压1017 ??cm绝缘等级需求。文献研究表明,添加少量纳米颗粒就可提高环氧树脂复合材料的绝缘性能,但尚未达到1017 ??cm的参数指标。本文选取分散性好的球形SiO2颗粒为填料,详细考察了SiO2粒径及表面改性对环氧树脂复合材料介电性能、绝缘性能、力学性能等的影响。主要研究内容和结果包括: (1)将分散性好的SiO2球形颗粒(50、100、500、1000 nm)分别与环氧树脂复合,制备了应用于直流特高压关键设备的高性能环氧绝缘复合材料。结果表明,不同粒径的SiO2颗粒对环氧树脂复合材料的性能均有改善作用,且这种改善作用随粒径增大具有先增大后减小的规律。其中添加了100 nm SiO2的复合材料提升效果最为显著,体积电阻率从1.87×1017 Ω?cm提升到3.24×1017 Ω?cm。 (2)使用硅烷偶联剂KH560对SiO2颗粒进行表面改性,并制备了KH560改性的SiO2/环氧树脂复合材料。结果表明,与未改性的SiO2/环氧树脂复合材料相比,KH560改性后的复合材料拉伸强度有所提高,断裂伸长率更低,体积电阻率、击穿强度及玻璃化转变温度略有降低,但交联密度更大,断裂时吸收能量更多。这表明改性后的SiO2与环氧树脂基体的界面结合能力更好。 (3)使用钛酸酯偶联剂NDZ-105对SiO2颗粒进行表面改性,并制备了NDZ-105改性的SiO2/环氧树脂复合材料。实验结果表明,与未改性的SiO2/环氧树脂复合材料相比,NDZ-105改性后的复合材料拉伸强度、体积电阻率、击穿强度及玻璃化转变温度略有降低,交联密度变小,断裂时吸收能量也更小,表明NDZ-105对于改善SiO2与环氧树脂基体的界面结合能力的效果较差。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20366
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
邬瑞文. SiO2/环氧树脂复合材料制备及性能研究, Study on Preparation and Properties of Silica/Epoxy Composites[D]. 中国科学院研究生院,2015.
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