Al2O3及潮州土等矿物组分对高压电瓷结构性能的影响开题报告

全文总字数：6372字

1. 研究目的与意义（文献综述）

我国特高压输电工程、电气化铁路工程建设加快发展，需要基础理论研究的创新突破，其核心是复杂条件下的绝缘和新材料问题的解决^[1]。瓷绝缘子的生产工艺影响材料的性能，工艺水平的控制将决定产品的质量。加强技术改进，改良工艺过程是瓷绝缘子的发展方向之一。以铝质高压电瓷为研究对象，通过改变球磨工艺、成型压力，烧结温度和保温时间，采用固相烧结制备高强度铝质瓷样品，探究不同工艺条件对其力学性能和电学性能的影响，测定电瓷物相组成和显微结构，分析电瓷性能与显微结构的关系；改变al2o3及其他矿物成分含量，分析其对电瓷综合性能的影响，最终确定出合适的制备工艺及原料配料比例，制备出机械性能良好、可靠性高的高压电瓷材料。

我国80%以上的能源资源分布在西部、北部，70%以上的电力消费集中在东部、中部。2018年，东、中、西和东北地区用电量占全国比重分别为48.3%、19.0%、26.9%、5.8%。其中中部、西部同比分别提高0.3和0.2个百分点，东部、东北地区分别下降0.3和0.2个百分点。而我国火电能源及水电能源主要集中在蒙西、山西和陕西地区，但是电力负荷又都集中在东南部地区，煤炭运输需要消耗大量的时间和财力，而水利资源又无法实现运输，所以需要将西北部电网的电输送到用电负荷大的地区。

面临这样大规模的长距离输电，如果仍然采用500kv电压等级输送，线路损耗、系统稳定和短路电流问题就会非常严重，采用特高压输电也许是目前唯一的出路。

2. 研究的基本内容与方案

根据国家标准GB8411.1—87《电瓷材料第一部分：定义、分类和性能》，电瓷材料主要由黏土、长石、石英（或铝氧原料）等铝硅酸盐原料混合配制，经过加工成一定形状，在较高温度下烧成而得到的无机绝缘材料。高压电瓷是输变电系统不可或缺的组成部分，但随着我国特高压输电工程、电气化铁路工程建设的发展，普通强度高压电瓷已经不能完全满足现有市场的需求，提高高压电瓷材料的机械性能及可靠性已成为一个主要研究方向。

本文首先通过改变Al₂O₃及其他矿物成分含量，初步计划10个样品，通过控制变量法，探究其对电瓷材料性能的影响，技术方案如图2，初步配方设计列于表2.，采用固相烧结制备铝质瓷样品。用三点弯曲法测定样品弯曲强度；采用排水法测定样品的密度和气孔率；用X-射线衍射仪分析物相组成；用场发射扫描电子显微镜和X射线能谱分析仪分析了显微结构和微观元素。本实验所用仪器列于表1.

探究矿物成分对其力学性能和电学性能的影响，测定电瓷物相组成和显微结构，分析电瓷性能与显微结构的关系;改变电瓷烧成工艺，探究球磨工艺、成型压力、烧结温度和保温时间对电瓷材料性能的影响，最终确定出合适的原料配料比例及制备工艺，获得机械性能良好、可靠性高的高压电瓷材料。

图2.实验拟采用技术方案

表1.实验过程所需的仪器设备

表2.样品原料配比（wt.%）

3. 研究计划与安排

1.第1-3周:查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。2.第4-9周:在不同制备工艺下制备出相关的电瓷样品;3.第10-12周:对电瓷样品进行表征和性能测试，分析制备工艺对电瓷显微结构的影响并分析其影响机理;4.第13-14周:总结实验数据，完成并修改毕业论文;5.第15周:准备论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 高克利.电网中远期发展展望——先进输电技术及装备[j].电器工业,2017(05):25-31.

2. 陈平.高压电瓷材料的研究现状与发展趋势[j].电瓷避雷器,2004(06):12-16.

3. 胡雪岩．瓷绝缘子用高铅质瓷配方的研究[d].长沙：湖南大学，2012.

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