最新研發(fā)進(jìn)展評(píng)述
 
隨著電壓等級(jí)的提升，電力設(shè)備的失效成為制約電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)展的重要因素，而設(shè)備的失效大部分來(lái)自于絕緣材料的破壞。為了提升現(xiàn)有電絕緣材料的性能，國(guó)內(nèi)外研究表明，通過(guò)納米復(fù)合技術(shù)是解決這類問(wèn)題的有效途徑。今后亟需加強(qiáng)電絕緣復(fù)合材料的理論研究，闡明電絕緣復(fù)合材料的劣化過(guò)程、破壞過(guò)程中的電、熱、機(jī)械、光學(xué)過(guò)程；進(jìn)而結(jié)合材料學(xué)、化學(xué)等不同的學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)高性能電絕緣復(fù)合材料。
 
在環(huán)境友好新型電絕緣材料研究方面，改善復(fù)合絕緣油漆和其它電絕緣材料性能，實(shí)現(xiàn)新型電絕緣材料的環(huán)境友好特性，必須通過(guò)研究無(wú)機(jī)/有機(jī)電絕緣復(fù)合材料的配方及其結(jié)構(gòu)與性能著手，揭示實(shí)現(xiàn)無(wú)毒、無(wú)副作用的新型電絕緣材料的設(shè)計(jì)原理。在極端條件下電絕緣復(fù)合材料失效規(guī)律與機(jī)理方面，其基礎(chǔ)是揭示電絕緣復(fù)合材料的宏觀特性與制備、微納尺度下多物理場(chǎng)耦合作用引發(fā)的介電效應(yīng)與損傷破壞規(guī)律；進(jìn)而運(yùn)用精準(zhǔn)的多物理場(chǎng)仿真與精算手段和先進(jìn)的材料制備手段開(kāi)發(fā)出可應(yīng)用于各種極端條件的先進(jìn)電絕緣復(fù)合材料。
 
國(guó)內(nèi)外對(duì)比分析
 
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外結(jié)合材料設(shè)計(jì)、分子仿真和納米改性等技術(shù)不斷研究和探索新型電絕緣復(fù)合材料的制備和表征技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)電絕緣材料設(shè)計(jì)、制備和應(yīng)用方面的突破。納米復(fù)合電介質(zhì)的研究和發(fā)展為高擊穿性能電絕緣復(fù)合材料發(fā)展指明了方向。采用具有絕緣、導(dǎo)電或?qū)崽匦缘募{米尺度粒子改性聚合物基體，制備納米復(fù)合電介質(zhì)材料，可以改變介質(zhì)的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)，調(diào)控介質(zhì)材料的介電響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)擊穿場(chǎng)強(qiáng)的提高。第二代納米復(fù)合電介質(zhì)材料的研究已經(jīng)證實(shí)了界面調(diào)控技術(shù)對(duì)電絕緣復(fù)合材料介電特性的改善，并且還可以實(shí)現(xiàn)電絕緣復(fù)合材料的多種性能同時(shí)提升。采用化學(xué)制備技術(shù)、表面修飾和微觀-介觀-宏觀的關(guān)聯(lián)研究和開(kāi)發(fā)高擊穿性能的絕緣材料是未來(lái)絕緣材料的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)際上已從聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的非規(guī)整性、分子運(yùn)動(dòng)、添加劑、溫度和二次效應(yīng)等各方面對(duì)電絕緣復(fù)合材料的擊穿過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)論述，總結(jié)了電聚合物復(fù)合材料不同情況下的擊穿機(jī)理，指出不同溫度下其擊穿機(jī)理的不同。
 
在提高材料擊穿性能的研究中，復(fù)合材料成為研究熱點(diǎn)，上世紀(jì)末納米電介質(zhì)的出現(xiàn)，更是成為電絕緣材料擊穿性能提升的重要手段。在聚合物中添加無(wú)機(jī)納米粒子形成的納米復(fù)合電介質(zhì)材料一方面可以提高或降低聚合物的介電常數(shù)，另一方面可以提高材料的擊穿性能。納米復(fù)合電介質(zhì)材料擊穿機(jī)理與聚合物介質(zhì)的擊穿機(jī)理密切相關(guān)。
 
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