1. 研究目的与意义
在电力工业中,大中型高压发电机、电动机在运行过程中会产生大量的热,如果不及时导出,将直接影响其工作效率,缩短寿命,降低其可靠性,因此电机传热已成为现代电机技术发展急需解决的问题之一。而随着电子产品、LED等不断向大功率方向发展,将会出现越来越多的发热问题,使产品功效降低,寿命缩短。因此急需研制高导热绝缘材料,解决结构散热问题,这也是世界各国电气绝缘材料的研究热点之一。
2. 国内外研究现状分析
国内:
汪斌华等对纳米ti o2和zno的光学性能进行了研究,并将其作为抗老化剂应用到高分子材料中,取得了较好的效果。而对于功率更大的 led 封装基体材料,则多采用抗紫外线老化性能更加优异的有机硅改性环氧树脂或完全替代环氧树脂,并通过添加粒径小于400 nm的无机填料(如石英粉、单晶硅铝粉、玻璃纤维等)改善封装材料的耐热性和导热性。
廖瑞金等以实验室自造绝缘纸手抄片为原料,将mmt作为改性添加剂制备出绝缘纸/蒙脱土复合材料,并在综合考虑改性绝缘纸击穿场强和抗张强度的基础上,确定了9%的 mmt 最佳掺杂量。由扫描电镜照片和x射线衍射图谱可知,mmt 能够较为均匀地物理分散在绝缘纸中,没有插层或层间剥离现象发生mmt 优良的阻隔性能及对绝缘纸内部电场分布的影响是导致改性绝缘纸电气性能提高的主要原因。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
(1) 导热电气绝缘纸手操片的制备。本实验用的电力电缆纸样品是在实验室条 件下自行制备而成的手抄片,其制取过程具有纸浆用量少、方便、灵活等特点。实验室手操片包括打浆、解离、去离子化和抄造、压光5个步骤。(2)填料粒子改性处理。用不同的试剂对填料进行表面改性,包括淀粉、交联剂等,增加填料与纤维之间的理化连接,从而达到提高填料留着率、纸张强度和导热性能的目的。并对填料改性效果进行表征,如:sem观察、红外分析、热重分析、xrd分析等。(3)导热电气绝缘纸手抄片性能研究。形貌研究:sem观察、光学显微镜观察;力学性能研究:抗张指数、耐折度、撕裂指数等;导热性能研究:导热系数、热扩散系数、热膨胀系数等;电气性能研究:体积电阻、击穿场强、介质损耗角、介电常数等。
研究计划:
4. 研究创新点
1.以bn作为填料制备绝缘纸(纸板),提高其热传导能力,拓展了其应用领域,为解决电力电气设备过热问题提供新的思路;
2.采用粒径大小不同的填料填充纸张内部空隙,极大限度减少纸张孔隙率,增大纸张内部导热材料的接触面积,从而形成更多的导热通道,提高纸张导热性能;
3.对填料粒子进行表面改性,使得填料与纸浆纤维产生交联,提高填料粒子与纸浆的相容性,使制备的纸张具有更加优异的导热性能、绝缘性能和机械强度。
