CNFs掺杂浓度和取向对CNFs%2fEVA复合材料介电性能影响研究.pdfVIP

☆★☆ 第十三届全国工程电介质学术会议论文集 ☆★☆ CNFs掺杂浓度与取向对 CNFs／EVA复合材料介电性能影响研究 ontheEffectsofCNFs Concentrationand Study Doping OrientationonDielectric of CNFs／EVA Properties 郑丽娜1，郝春成L2，董红周1，雷清泉1 (1．青岛科技大学材料科学与工程学院，青岛266042； 2．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710049) 摘要：通过微波法化学镀镍对纳米碳纤维(a师s)进行表面改性。用熔融混合法将表面改性后的CNFs CNFs表面镍粒子的磁性作用，使。师s在复合材料中沿磁场方向取向。研究了。吓s是否取向与掺杂浓度 况，用宽频介电谱仪与阻抗谱仪对复合材料进行介电谱测试分析。研究发现．掺杂浓度和是否取向对复合 材料介电性能影响较大。CNFs掺杂浓度为0．5wt％时，取向复合材料相对介电常数最低。施加磁场取向不 会增加复合材料的介电损耗。 关键词：纳米碳纤维；EVA；复合材料；取向；介电性能 流电缆上的应用，这也是目前国际上直流高压电缆 1 引言 发展较慢的主要原因【6】。国内外很多学者主要从两 方面做了大量研究：一是在绝缘层中添加各种抑制 纳米碳纤维(CNFs)的研究是从Iijima发现碳 纳米管【lJ之后开始的，早期的研究主要集中在各种 剂或填料来抑制空间电荷【71；二是对半导电屏蔽层 制备、表征方法以及潜在应用方面，随着对其各方 进行改性来阻挡或抑制空间电荷由金属导电层向 面性能的深入了解，纳米碳纤维已在各个领域得到 绝缘层的注入【8】o韩柏等[91研究发现在LDPE中掺入 广泛应用。近年来，为了获得良好的综合性能，纳 浮石粉会改善空间电荷分布，提高聚合物的介电性 Y 米碳纤维／聚合物复合材料在应用方面成为目前研 能。k Lee等110]研究了碳纳米管／乙烯丙烯酸乙脂 复合材料的电性能，该复合材料可以用作核电电缆 究的热点，尤其是在力学性能12,3]和电学性能‘4，51方 面的应用研究。 半导电层。从现在的研究来看，一般高压直流电缆 直流高压电缆由内到外一般由导电线芯、半导 半导电层的导电是各向同性的，本实验利用半导电 电屏蔽层、绝缘层及其它保护层组成。在绝缘层中 层的导电各向异性这一思路来研究CNFs／EVA复合 很容易积聚空间电荷，在电场作用下，积聚的空间 材料的介电性能。通过磁场作用，将表面改性后的 电荷会严重畸变聚合物中的电场分布，造成材料早 CNFs在复合材料中取向分散，实现导电的各向异 期破坏并加速其绝缘老化，阻碍了聚合物绝缘在直 性。 ．47．． ☆★☆第十=屠全国工程电介质学术会议论文集☆★☆ 沿垂直磁场方向脆断．断面SEM照片如图I所示。 2实验部分 图l(甜显示CNFs在EVAq，分散均匀，相窖性较好， 21原料及样品制备 CNFs周围紧密枯结着EVA，