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復(fù)合材料擊穿強度性能實驗的研究

閱讀:1116        發(fā)布時間:2022-4-12

復(fù)合材料的擊穿強度隨填料的增加而減小,。這是由于無機填料和聚合物基體間電性能的差異,在界面附近會發(fā)生電場畸變,,使得電場應(yīng)力在局部集中,從而引發(fā)擊穿,。電介質(zhì)的最大儲能密度通過以下公式運算:

image.png

其中C為復(fù)合材料的介電常數(shù),,E是復(fù)合材料的擊穿強度,所以復(fù)合材料的擊穿越大,,材料的儲能效果越好,。

圖2.20所示,為復(fù)合材料擊穿特性圖,,從圖中可以看到隨著填料的增加,,復(fù)合材料的擊穿性能不斷下降,,表現(xiàn)好的為體積分數(shù)為2.5%CCTO納米顆粒,當體積分數(shù)為7.5%時,,CCTO納米線的擊穿強度要高出CCTO納米顆粒很多,,CCTO納米顆粒在這個時候發(fā)生了突降,而CCTO納米線的擊穿特性更加穩(wěn)定,,這很大程度和材料的結(jié)構(gòu)有關(guān),,球狀CCTO更容易發(fā)生團聚,當填料增高時,,團聚現(xiàn)象突增,,表面缺陷增多,電荷聚集明顯,,容易發(fā)生擊穿,,也容易出現(xiàn)介電性能的突變。

    對復(fù)合材料進行D-E曲線測試,,得到其介電儲能密度,,D-E曲線如圖2.21所示。通過對比可以發(fā)現(xiàn),,氧化鋁包覆的復(fù)合材料在擊穿電壓上有所提高,,未包覆氧化鋁的復(fù)合材料擊穿僅僅可以達到240MV/m,這主要與欽酸銅鈣材料本身特性

有關(guān),,高介電損耗和與基體巨大的介電差異導(dǎo)致?lián)舸┖艿?,將表面包覆氧化鋁后,可以提高材料的擊穿強度,。

    將圖2.21進行積分處理,,得到復(fù)合材料的放電儲能密度和儲能效率,如圖2.22所示,,儲能密度隨著填料的增加而增加,,且欽酸銅鈣納米線復(fù)合材料的儲能密度略高于添加納米顆粒的復(fù)合材料的儲能密度,,當體積分數(shù)為5%時,,添加欽酸銅鈣

納米線的復(fù)合材料儲能密度可以達到1.67J/c耐,此時添加欽酸銅鈣納米顆粒復(fù)合材料的儲能密度為1.28 J/c耐,,提升了30%,。可以得出欽酸銅鈣納米線有著更好的儲能密度,。從儲能效率我們也可以看到,,雖然隨著填料的增加,儲能效率均有所下降,,但是欽酸銅鈣納米線復(fù)合材料有著更高的儲能效率,。因此在儲能密度和儲能效率上,,欽酸銅鈣納米線也表現(xiàn)出比欽酸銅鈣納米顆粒更加優(yōu)異的性能。


關(guān)鍵詞:擊穿強度實驗,、介電常數(shù)試驗,、擊穿性能、復(fù)合材料擊穿電壓測試

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