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擊穿場強測試結(jié)果分析
閱讀：1286發(fā)布時間：2023-11-1
擊穿場強測試結(jié)果分析
對于摻雜納米粒子來提高環(huán)氧樹脂的擊穿性能,，有很多科學(xué)工作者也都做過研究，王旗等研宄了在環(huán)氧樹脂中摻雜納米和微米氧化鋁對環(huán)氧樹脂擊穿強度的影響,。實驗結(jié)果表明,，在環(huán)氧樹脂中摻雜納米氧化鋁會提高擊穿場強，而摻雜微米氧化錯會降低復(fù)合材料的擊穿強度,。而且,，當納米氧化鋁顆粒含量較低時，加入納米氧化鋁顆粒到環(huán)氧樹脂降低了環(huán)氧樹脂的擊穿強度,，當納米氧化鋁質(zhì)量分數(shù)達到5WT%時,，納米氧化鋁/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的擊穿強度超過了純環(huán)氧樹脂的擊穿強度。他認為這是電于由于納米氧化鋁顆粒具有更大的比表面積,，能夠在大分子及其鏈之間形成緊密連接,，阻止初始電子移動，加入到環(huán)氧樹脂中后能消除環(huán)氧樹脂的部分缺陷,，因此引入納米氧化鋁顆粒能提高環(huán)氧樹脂的擊穿強度與納米氧化鋁顆粒相比,，單個微米氧化鋁顆粒過大，很難像納米氧化鋁顆粒一樣能與環(huán)氧樹脂形成緊密結(jié)構(gòu),。微米氧化鋁顆粒與環(huán)氧樹脂之間的松散結(jié)構(gòu),，不能像納米氧化鋁顆粒一樣移除，隨添加奮增大,，反而引入更多導(dǎo)致環(huán)氧復(fù)合材料擊穿強度降低的缺陷,。該缺陷能夠使起始電子更容易移動，并隨著起始電子的撞擊而引入更多的電子,，從而降低了擊穿強度,。納米氧化鋁提高了環(huán)氧樹脂的擊穿強度,，而微米氧化招則降低了擊穿強度。也研究了微米,、納米,、微/納米A1203對環(huán)氧樹脂擊穿強度的影響，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)摻雜微米氧化鋁的復(fù)合材料的擊穿強度較純環(huán)氧樹脂降低了55%,，由202.8KV降低到90.3KV,；而在微/納米復(fù)合材料又較納米復(fù)合材料擊穿電壓略高；偶聯(lián)劑對擊穿強度的影響不大,。他認為是由于納米粒子具有更高的擊穿強度,，阻擋了電樹枝和放電通道的生長。
結(jié)合本次實驗結(jié)果和酵前對于擊穿強度作用機理的研宄成果,，對實驗結(jié)果作出如下討論,。當環(huán)氧樹脂內(nèi)部不填加任何納米填料時，環(huán)氧固化物會由于固化不全而形成分子團,，在分子面之間,，會形成缺陷，這在圖2-1中能清晰的看出,，分子團與分子團之間都有較深的縫隙,。由于這些缺陷的存在，導(dǎo)致環(huán)氧樹脂的擊穿強度較低,。
當環(huán)氧樹脂中摻雜納米粒子后,，環(huán)氧樹脂擊穿電壓升高,—方面是納米粒子的形態(tài)緊，擊穿強度很高,，預(yù)放電通道,、電樹枝等可被納米填料中斷，其模型如下圖所示：
另一方面,，聚合物中摻雜納米粒子引入了大量陷阱或者使原有的陷阱能級變深,，由于載流子的入陷和出陷，使得載流子自由程變短,，遷移率降低,，在電場作用下積累的動能也降低，減少了載流子對聚合物分予鏈的撞擊破壞,，從而提高了擊穿場強。
當添加量進一歩増加時（超過5wt%）,，復(fù)合材料的擊穿強度開始下降,，這可能是兩方面原因造成的。首先,，當納米粒子摻雜量較大時,，由于其表面能大，納米粒子開始團聚，使得納米粒子具有的小尺寸效應(yīng)消失,，并且在復(fù)合材料內(nèi)部引入了缺陷,，從而使擊穿強度降低。其次,，隨著導(dǎo)電粒子濃度的增加,，導(dǎo)電粒子之間開始相互接觸，能形成連續(xù)導(dǎo)電逾滲網(wǎng)絡(luò),，從而使材料的擊穿強度又逐漸降低,。
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