【作 者】：网站采编
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【摘 要】：文章目录 摘要 Abstract 第1 章 绪论 1.1 课题研究背景和意义 1.2 国内外研究现状 1.2.1 非线性电导复合绝缘材料研究现状 1.2.2 核-壳结构复合材料研究现状 1.3 课题来源及主要研究内容 1.3

文章目录

摘要

Abstract

第1 章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

    1.2.1 非线性电导复合绝缘材料研究现状

    1.2.2 核-壳结构复合材料研究现状

1.3 课题来源及主要研究内容

    1.3.1 选题来源

    1.3.2 主要研究内容

第2 章 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料制备和测试方法

2.1 实验材料

2.2 核-壳结构碳化硅颗粒的制备

2.3 核-壳结构碳化硅颗粒的微观表征

2.4 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的制备

    2.4.1 填料的预处理

    2.4.2 复合材料制备方法

2.5 性能测试方法

    2.5.1 玻璃化转变温度测试

    2.5.2 介电频谱测试

    2.5.3 热刺激电流测试

    2.5.4 电导特性测试

2.6 本章小结

第3 章 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的玻璃化转变与介电性能

3.1 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的玻璃化转变温度

3.2 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的介电性能

    3.2.1 核-壳结构填料对介电性能的影响

    3.2.2 核-壳结构填料含量对介电性能的影响

    3.2.3 温度对介电性能的影响

3.3 本章小结

第4 章 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的非线性电导特性与陷阱特性

4.1 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的电导特性与机理

    4.1.1 核-壳结构填料对电导特性的影响及机理研究

    4.1.2 核-壳结构填料含量对电导特性的影响及机理研究

    4.1.3 温度对电导特性的影响及机理研究

4.2 核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的陷阱特性

4.3 非线性电导与陷阱的关联性

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果

致谢

文章摘要:非线性电导复合绝缘材料的电导率与电场强度呈非线性关系,具备自适应调控电场、抑制空间电荷的能力,因此这类材料也被称智能绝缘材料。在聚合物基体中掺杂适量的无机微、纳米半导电填料（如碳化硅、氧化锌）可以获得非线性电导复合绝缘材料,其介电性能和非线性电导特性与填料、基体以及填料和基体之间界面交互区密切相关。因此,有效地调控填料与聚合物基体之间界面交互区是研究新型非线性复合绝缘材料的重要理论和实验基础。本文以纳米碳化硅（SiC）为核,二氧化硅（SiO₂）为壳层材料,首先通过硅酸盐水解方法制备了核-壳结构碳化硅纳米填料,采用透射电子显微镜（TEM）与X射线衍射（XRD）对核-壳结构碳化硅进行微观结构表征。然后,将该填料掺杂到环氧树脂（EP）基体中,获得核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料,利用差式扫描量热法、介电谱测试、直流电导测试和热刺激电流测试分别表征了碳化硅/环氧复合绝缘材料的玻璃化转变温度、介电特性、电导特性和热刺激电流特性。透射电子显微镜和X射线衍射结果表明,在碳化硅颗粒表面包覆了平均厚度为6nm的二氧化硅壳层。当填料含量为7wt%时,与碳化硅/环氧复合材料相比,核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的玻璃化转变温度和相对介电常数均较小。此外,核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的相对介电常数随填料含量的增加呈现先减小后增大的趋势。通过分析核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料高温介电松弛行为,发现当温度高于材料的玻璃化转变温度时,在高频出现的由链段偶极极化引起的损耗峰的峰值高于碳化硅/环氧复合复合材料。直流电导测试结果表明,与相同填料含量（7wt%）的碳化硅/环氧复合材料相比,核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料具有较高的阈值场强和较低的非线性系数。当核-壳结构碳化硅填料含量为5wt%时,核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料开始出现非线性电导特性,其非线性系数随填料含量的增加而增大。热刺激电流曲线表明,与碳化硅/环氧复合材料和纯环氧相比,核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料引入了新的浅陷阱能级（0.8e V）,且随着填料含量增加,浅陷阱密度增大。通过对比分析非线性电导特性和陷阱特性,可以得出核-壳结构碳化硅/环氧复合绝缘材料的非线性系数与引入浅陷阱的陷阱密度大小呈正相关关系。所以通过核-壳结构方法能够调控非线性电导复合绝缘材料的陷阱和非线性电导特性。

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