纳米黏土填料对聚丙烯薄膜在交流电场下热击穿机制和寿命的影响

摘要整理

纳米复合材料在绝缘系统中的广泛应用大幅提升了电力设备的性能。然而，纳米填料并非万能的复合介质性能改进剂，在某些情况下，纳米改性材料实际上是在改善某些性能的同时牺牲其他性能。本研究在复合热应力和交流电场作用下，评估了含纳米黏土填料的聚丙烯（PP）薄膜的击穿特性和失效时间。同时以纯聚丙烯样品作为对照组，在相同测试条件下进行了对比实验。结果表明，含纳米黏土填料样品的失效时间短于无纳米填料样品，这与以往经验不同。通过扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）研究了纯聚丙烯和纳米黏土填充聚丙烯的失效机制。这些材料的失效现象可用分子热力学解释。PP纳米复合材料过早热击穿的根本原因是纳米黏土填料与聚合物基体之间的耦合作用较弱。最后，提出了纳米改性方法建议和复合介质寿命预测模型。

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