CN112720984B - 一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法 - Google Patents

一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112720984B
CN112720984B CN202011446923.1A CN202011446923A CN112720984B CN 112720984 B CN112720984 B CN 112720984B CN 202011446923 A CN202011446923 A CN 202011446923A CN 112720984 B CN112720984 B CN 112720984B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric field
insulating material
composite insulating
electrode
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011446923.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112720984A (zh
Inventor
韩永森
尹航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin University of Science and Technology
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN202011446923.1A priority Critical patent/CN112720984B/zh
Publication of CN112720984A publication Critical patent/CN112720984A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112720984B publication Critical patent/CN112720984B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/56—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/56—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum
    • B29C2043/568—Compression moulding under special conditions, e.g. vacuum in a magnetic or electric field

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，它属于聚合物基复合绝缘材料的改性技术领域。本发明要解决的技术问题为提高试样电气性能。本发明将样品放置于聚酯薄膜模具中，聚酯薄膜模具的上端设置有高压电极，聚酯薄膜模具的下端设置有接地电极，高压电极的上表面连接导热绝缘薄膜，高压电极的上表面为平面，高压电极的下表面平行分布有凹槽，凹槽中填充绝缘材料，将装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温。本发明能够在较低外施电压下获得较好的电场诱导聚合物基复合绝缘材料，对外施电压源的电压等级要求低，还可以节约聚酯薄膜材料的消耗。

Description

一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法
技术领域
本发明属于聚合物基复合绝缘材料的改性技术领域；具体涉及一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法。
背景技术
聚合物绝缘材料(如聚乙烯、聚丙烯等)具有优异的电气绝缘性能和力学性能，广泛应用电力电缆、电容器和变压器等电力设备。在聚合物基体中掺杂适量的微米或纳米无机填料可以获得电气性能优异的复合绝缘材料。聚合物基复合绝缘材料通常是通过聚合物基体与无机填料机械共混的方式实现的。常见的聚合物绝缘材料基体有聚乙烯、聚丙烯、硅橡胶等，无机填料包括氧化镁、氧化铝、二氧化硅、氧化锌等。机械共混方式使得无机填料随机分布于聚合物基体，导致相同填料含量的聚合物基复合绝缘材料电气性能因无机填料的随机分布而存在差异。在聚合物基复合绝缘材料试样制备过程中，施加的电场能够改善无机填料在聚合物基体中的分布状态，获得电气性能更为优异的聚合物基复合绝缘材料。但是，这种基于电场诱导的聚合物基复合绝缘材料制备方法几乎都是在平板电极结构下进行的，而且在平板电极结构的上、下电之间依次布置有聚酯薄膜-聚酯薄膜模具-聚酯薄膜三层绝缘材料，电极之间距离大，电场诱导聚合物基复合绝缘材料成型的外施电压比较高。
现有研究结果表明，非均匀电场诱导成型更有利于提高聚合物基复合绝缘材料的电气性能，然而平板电极结构显然已不适用于非均匀电场诱导的聚合物基复合绝缘材料制备，而且现有非均匀电场诱导成型方法所采用电极结构仅仅是在高压电极表面放置了一层带圆孔的聚酯薄膜，圆孔的大小和数量与非均匀电场分布之间的关系较为复杂，难以有效地调控极板间的非均匀电场分布。
发明内容
本发明目的是提供了一种能够提高试样电气性能的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、装配样品：将样品放置于聚酯薄膜模具中，聚酯薄膜模具的上端设置有高压电极，聚酯薄膜模具的下端设置有接地电极，所述的高压电极的上表面连接导热绝缘薄膜，所述的高压电极的上表面为平面，所述的高压电极的下表面平行分布有凹槽，所述的凹槽中填充绝缘材料；
步骤2、升温加压：将步骤1装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品；
步骤3、冷却成型：将步骤2得到的升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温，得到所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中样品的材料为聚合物基复合绝缘材料为聚合物基体与无机填料的混合物。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的聚合物基复合绝缘材料为聚乙烯基复合绝缘材料、聚丙烯基复合绝缘材料、硅橡胶基复合绝缘材料中的一种。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的凹槽的深度为0.1～2mm，凹槽的宽度为1～10mm，凹槽间距为1～4mm，所述的凹槽中填充的绝缘材料为导热绝缘硅胶，所述的导热绝缘薄膜的材料为导热绝缘硅胶。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的高压电极为不锈钢电极，高压电极厚度为5～15mm，所述的高压电极上安装有高压引线，所述的接地电极为不锈钢电极，接地电极厚度为5～15mm，所述的接地电极上安装有接地引线，所述的接地电极为平面电极。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚酯薄膜模具中聚酯薄膜的厚度为0.1～0.5mm。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤2中装配好的样品施加的温度高于样品的熔融温度10～50℃，施加的压力为10～20Mpa，当样品压力达到设定值后施加电场，电场为正弦交流电压，电压幅值为0.1～5kV、频率为40～1000Hz、施加时间为0～20min。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为10min。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤3中所述的电场为正弦交流电压，电压幅值为0.1～5kV、频率为40～1000Hz.施加时间为3～10min。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为3min。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1所述聚酯薄膜模具的中心为圆形或者方形空腔，空腔内放置样品，圆形空腔的直径为20～100mm，方形空腔的边长为20～100mm。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，能够在较低外施电压下获得较好的电场诱导聚合物基复合绝缘材料成型的目的，对外施电压源的电压等级要求低，还可以节约2/3聚酯薄膜材料的消耗。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，通过调制电极结构调节聚合物基复合绝缘材料试样内部的非均匀电场分布，实现了调制电场的目的，有效地调控填料在聚合物基体中的分布状态，获得电气性能优异的聚合物基复合绝缘材料。
本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，聚乙烯/碳化硅复合绝缘材料电导率的非线性指数几乎为零，经过调制电场诱导成型后，聚乙烯/碳化硅复合绝缘材料的非线性指数达到2.4，较高的非线性指数有利于均匀化电场分布，抑制空间电荷的积聚。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法所用调制电极结构及模具的结构示意图；
图2为本发明所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法所用高压电极的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、装配样品：将样品1放置于聚酯薄膜模具2中，聚酯薄膜模具的上端设置有高压电极3，聚酯薄膜模具的下端设置有接地电极6，所述的高压电极的上表面连接导热绝缘薄膜5，所述的高压电极的上表面为平面，所述的高压电极的下表面平行分布有凹槽4，所述的凹槽中填充绝缘材料；
步骤2、升温加压：将步骤1装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品；
步骤3、冷却成型：将步骤2得到的升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温，得到所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中样品的材料为聚合物基复合绝缘材料为聚合物基体与无机填料的混合物。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的聚合物基复合绝缘材料为聚乙烯基复合绝缘材料。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚乙烯基复合绝缘材料为采用机械共混方式以聚乙烯为基体和碳化硅为填料制备聚乙烯基复合绝缘材料试样，碳化硅平均粒径为1μm，填料质量分数为10％。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的凹槽的深度为0.5mm，凹槽的宽度为2mm，凹槽间距为2mm，所述的凹槽中填充的绝缘材料为导热绝缘硅胶，所述的导热绝缘薄膜的材料为导热绝缘硅胶。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的高压电极为不锈钢电极，高压电极厚度为10mm，所述的高压电极上安装有高压引线7，所述的接地电极为不锈钢电极，接地电极厚度为10mm，所述的接地电极上安装有接地引线8，所述的接地电极为平面电极。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚酯薄膜模具中聚酯薄膜的厚度为0.2mm。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤2中装配好的样品施加的温度高于样品的熔融温度25℃，施加的压力为15Mpa，当样品压力达到设定值后施加电场，电场为正弦交流电压，电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为5min。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为3min。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1所述聚酯薄膜模具的中心为圆形空腔，空腔内放置样品，圆形空腔的直径为40mm。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，现有技术均匀电场诱导聚合物基体复合绝缘材料成型过程中，在平板电极结构的上、下电之间依次布置有聚酯薄膜-聚酯薄膜模具-聚酯薄膜三层绝缘材料，电极间距大。与现有技术相比，本实施方式所用电极之间仅有聚酯薄膜薄膜，电极间距小。当聚酯薄膜及聚酯薄膜模具的厚度为0.2mm，为了使聚酯薄膜模具内的聚合物基复合绝缘材料获得2kV/mm的平均电场，现有技术需要在电极极板上施加1.2kV电压，而本实施方式只需要在电极上施加0.4kV电压，所以本实施方式能够在较低外施电压下获得较好的电场诱导聚合物基复合绝缘材料成型的目的，对外施电压源的电压等级要求低，还能够节约2/3聚酯薄膜材料的消耗。
具体实施方式二：
一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、装配样品：将样品放置于聚酯薄膜模具中，聚酯薄膜模具的上端设置有高压电极，聚酯薄膜模具的下端设置有接地电极，所述的高压电极的上表面连接导热绝缘薄膜，所述的高压电极的上表面为平面，所述的高压电极的下表面平行分布有凹槽，所述的凹槽中填充绝缘材料；
步骤2、升温加压：将步骤1装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品；
步骤3、冷却成型：将步骤2得到的升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温，得到所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中样品的材料为聚合物基复合绝缘材料为聚合物基体与无机填料的混合物。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的聚合物基复合绝缘材料为聚丙烯基复合绝缘材料。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚乙烯基复合绝缘材料为采用机械共混方式以聚丙烯为基体和碳化硅为填料制备聚丙烯基复合绝缘材料试样，碳化硅平均粒径为1μm，填料质量分数为10％。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的凹槽的深度为0.1mm，凹槽的宽度为1mm，凹槽间距为1mm，所述的凹槽中填充的绝缘材料为导热绝缘硅胶，所述的导热绝缘薄膜的材料为导热绝缘硅胶。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的高压电极为不锈钢电极，高压电极厚度为5mm，所述的高压电极上安装有高压引线，所述的接地电极为不锈钢电极，接地电极厚度为5mm，所述的接地电极上安装有接地引线，所述的接地电极为平面电极。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚酯薄膜模具中聚酯薄膜的厚度为0.1mm。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤2中装配好的样品施加的温度高于样品的熔融温度20℃，施加的压力为15Mpa，当样品压力达到设定值后施加电场，电场为正弦交流电压，电压幅值为0.6kV、频率为200Hz、施加时间为5min。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤3中所述的电场为正弦交流电压，电压幅值为0.6kV、频率为200Hz，施加时间为5min。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1所述聚酯薄膜模具的中心为方形空腔，空腔内放置样品，方形空腔的直径为100mm。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，现有技术均匀电场诱导聚合物基体复合绝缘材料成型过程中，在平板电极结构的上、下电之间依次布置有聚酯薄膜-聚酯薄膜模具-聚酯薄膜三层绝缘材料，电极间距大。与现有技术相比，本实施方式所用电极之间仅有聚酯薄膜薄膜，电极间距小。当聚酯薄膜及聚酯薄膜模具的厚度为0.1mm，为了使聚酯薄膜模具内的聚合物基复合绝缘材料获得6kV/mm的平均电场，现有技术需要在电极极板上施加1.8kV/mm电压，而本实施方式只需要在电极上施加0.6kV电压，所以本实施方式能够在较低外施电压下获得较好的电场诱导聚合物基复合绝缘材料成型的目的，对外施电压源的电压等级要求低，还能够节约聚酯薄膜材料的消耗。
具体实施方式三：
一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、装配样品：将样品放置于聚酯薄膜模具中，聚酯薄膜模具的上端设置有高压电极，聚酯薄膜模具的下端设置有接地电极，所述的高压电极的上表面连接导热绝缘薄膜，所述的高压电极的上表面为平面，所述的高压电极的下表面平行分布有凹槽，所述的凹槽中填充绝缘材料；
步骤2、升温加压：将步骤1装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品；
步骤3、冷却成型：将步骤2得到的升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温，得到所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中样品的材料为聚合物基复合绝缘材料为聚合物基体与无机填料的混合物。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的聚合物基复合绝缘材料为硅橡胶基复合绝缘材料。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的硅橡胶基复合绝缘材料为采用机械共混方式以硅橡胶为基体和碳化硅为填料制备硅橡胶基复合绝缘材料试样，碳化硅平均粒径为1μm，填料质量分数为10％。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的凹槽的深度为2mm，凹槽的宽度为10mm，凹槽间距为4mm，所述的凹槽中填充的绝缘材料为导热绝缘硅胶，所述的导热绝缘薄膜的材料为导热绝缘硅胶。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的高压电极为不锈钢电极，高压电极厚度为15mm，所述的高压电极上安装有高压引线，所述的接地电极为不锈钢电极，接地电极厚度为15mm，所述的接地电极上安装有接地引线，所述的接地电极为平面电极。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚酯薄膜模具中聚酯薄膜的厚度为0.5mm。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤2中装配好的样品施加的温度高于样品的熔融温度40℃，施加的压力为10Mpa，当样品压力达到设定值后施加电场，电场为正弦交流电压，电压幅值为0.8kV、频率为1000Hz、施加时间为8min。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤3中所述的电场为正弦交流电压，电压幅值为0.8kV、频率为1000Hz，施加时间为8min。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1所述聚酯薄膜模具的中心为方形空腔，空腔内放置样品，方形空腔的直径为100mm。
本实施方式所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，现有技术均匀电场诱导聚合物基体复合绝缘材料成型过程中，在平板电极结构的上、下电之间依次布置有聚酯薄膜-聚酯薄膜模具-聚酯薄膜三层绝缘材料，电极间距大。与现有技术相比，本实施方式所用电极之间仅有聚酯薄膜薄膜，电极间距小。当聚酯薄膜及聚酯薄膜模具的厚度为0.5mm，为了使聚酯薄膜模具内的聚合物基复合绝缘材料获得1.6kV/mm的平均电场，现有技术需要在电极极板上施加2.4kV电压，而本实施方式只需要在电极上施加0.8kV电压，所以本实施方式能够在较低外施电压下获得较好的电场诱导聚合物基复合绝缘材料成型的目的，对外施电压源的电压等级要求低，还能够节约聚酯薄膜材料的消耗。
具体实施方式四：
一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、装配样品：将样品放置于聚酯薄膜模具中，聚酯薄膜模具的上端设置有高压电极，聚酯薄膜模具的下端设置有接地电极，所述的高压电极的上表面连接导热绝缘薄膜，所述的高压电极的上表面为平面，所述的高压电极的下表面平行分布有凹槽，所述的凹槽中填充绝缘材料；
步骤2、升温加压：将步骤1装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品；
步骤3、冷却成型：将步骤2得到的升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温，得到所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样。
具体实施方式五：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中样品的材料为聚合物基复合绝缘材料为聚合物基体与无机填料的混合物。
具体实施方式六：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的聚合物基复合绝缘材料为聚乙烯基复合绝缘材料、聚丙烯基复合绝缘材料、硅橡胶基复合绝缘材料中的一种。
具体实施方式七：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的凹槽的深度为0.1～2mm，凹槽的宽度为1～10mm，凹槽间距为1～4mm，所述的凹槽中填充的绝缘材料为导热绝缘硅胶，所述的导热绝缘薄膜的材料为导热绝缘硅胶。
具体实施方式八：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤1中所述的高压电极为不锈钢电极，高压电极厚度为5～15mm，所述的高压电极上安装有高压引线，所述的接地电极为不锈钢电极，接地电极厚度为5～15mm，所述的接地电极上安装有接地引线，所述的接地电极为平面电极。
具体实施方式九：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的聚酯薄膜模具中聚酯薄膜的厚度为0.1～0.5mm。
具体实施方式十：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤2中装配好的样品施加的温度高于样品的熔融温度10～50℃，施加的压力为10～20Mpa，当样品压力达到设定值后施加电场，电场为正弦交流电压，电压幅值为0.1～5kV、频率为40～1000Hz、施加时间为0～20min。
具体实施方式十一：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为10min。
具体实施方式十二：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，步骤3中所述的电场为正弦交流电压，电压幅值为0.1～5kV、频率为40～1000Hz、施加时间为3～10min。
具体实施方式十三：
根据具体实施方式四所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为3min。

Claims (10)

1.一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、装配样品：将样品(1)放置于聚酯薄膜模具(2)中，聚酯薄膜模具(2)的上端设置有高压电极(3)，聚酯薄膜模具(2)的下端设置有接地电极(6)，所述的高压电极(3)的上表面连接导热绝缘薄膜(5)，所述的高压电极(3)的上表面为平面，所述的高压电极(3)的下表面平行分布有凹槽(4)，所述的凹槽(4)中填充绝缘材料，所述的凹槽(4)的深度为0.1～2mm，凹槽(4)的宽度为1～10mm，凹槽(4)间距为1～4mm；
步骤2、升温加压：将步骤1装配好的样品施加温度、压力、电场，保持一定时间后撤销温度和压力，得到升温加压后的样品；
步骤3、冷却成型：将步骤2得到的升温加压后的样品在电场作用下冷却至室温，得到所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样。
2.根据权利要求1所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：步骤1中样品的材料为聚合物基复合绝缘材料为聚合物基体与无机填料的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的聚合物基复合绝缘材料为聚乙烯基复合绝缘材料、聚丙烯基复合绝缘材料、硅橡胶基复合绝缘材料中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的凹槽(4)中填充的绝缘材料为导热绝缘硅胶，所述的导热绝缘薄膜(5)的材料为导热绝缘硅胶。
5.根据权利要求4所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的高压电极(3)为不锈钢电极，高压电极(3)厚度为5～15mm，所述的高压电极(3)上安装有高压引线(7)，所述的接地电极(6)为不锈钢电极，接地电极(6)厚度为5～15mm，所述的接地电极(6)上安装有接地引线(8)，所述的接地电极(6)为平面电极。
6.根据权利要求5所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：所述的聚酯薄膜模具(2)中聚酯薄膜的厚度为0.1～0.5mm。
7.根据权利要求6所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：步骤2中装配好的样品施加的温度高于样品的熔融温度10～50℃，施加的压力为10～20Mpa，当样品压力达到设定值后施加电场，电场为正弦交流电压，电压幅值为0.1～5kV、频率为40～1000Hz、施加时间为0～20min。
8.根据权利要求7所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为10min。
9.根据权利要求7所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：步骤3中所述的电场为正弦交流电压，电压幅值为0.1～5kV、频率为40～1000Hz、施加时间为3～10min。
10.根据权利要求9所述的一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法，其特征在于：所述的电压幅值为0.4kV、频率为50Hz、施加时间为3min。
CN202011446923.1A 2020-12-09 2020-12-09 一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法 Active CN112720984B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011446923.1A CN112720984B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011446923.1A CN112720984B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112720984A CN112720984A (zh) 2021-04-30
CN112720984B true CN112720984B (zh) 2022-09-06

Family

ID=75599296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011446923.1A Active CN112720984B (zh) 2020-12-09 2020-12-09 一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112720984B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115071176A (zh) * 2022-05-24 2022-09-20 华南理工大学 电场和压力耦合的聚合物基填料定向排列的装置与方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368728A (zh) * 2008-09-11 2009-02-18 上海工程技术大学 煤粉燃烧方法与煤粉燃烧器
CN103149607A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 西安交通大学 一种基于模板电诱导成形的微透镜阵列制造方法
CN106349648A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 中国电力科学研究院 一种低温环境用树脂基非线性复合材料及其制备方法
JP2018140364A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 国立大学法人山形大学 電界を利用した膜厚制御方法及び成膜装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10307769B2 (en) * 2016-05-16 2019-06-04 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University Methods and systems relating to dielectrophoretic manipulation of molecules
CN109852005B (zh) * 2019-01-14 2021-09-07 国网西藏电力有限公司 一种基于电场诱导机制的高导热复合绝缘材料及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368728A (zh) * 2008-09-11 2009-02-18 上海工程技术大学 煤粉燃烧方法与煤粉燃烧器
CN103149607A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 西安交通大学 一种基于模板电诱导成形的微透镜阵列制造方法
CN106349648A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 中国电力科学研究院 一种低温环境用树脂基非线性复合材料及其制备方法
JP2018140364A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 国立大学法人山形大学 電界を利用した膜厚制御方法及び成膜装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112720984A (zh) 2021-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112720984B (zh) 一种基于调制电场诱导的复合绝缘材料试样的制备方法
CN107662303B (zh) 一种碳纤维增强树脂基复合材料综合电损耗固化方法
CN110265176B (zh) 介电梯度材料及其应用
CN102831992B (zh) 用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置和方法
CN110256813B (zh) 介电梯度材料的制备方法及电子元器件的灌封方法
CN101604727A (zh) 电致伸缩复合材料及其制备方法
CN105308105A (zh) 绝缘导热片
US20140315082A1 (en) Composite conductive electrode and manufacturing method thereof
CN109633398A (zh) 一种高温超导电缆终端放电特性改进方法
CN117116576A (zh) 原位电场诱导的高电导率非线性系数涂层制备方法及装置
EP3748762B1 (en) Thermal diffusion sheet and battery system
CN109265836B (zh) 一种二维结构掺杂相/三元乙丙橡胶基电缆附件材料及其制备方法
KR100627247B1 (ko) 도전성 고분자 복합필름 및 그 제조방법
CN112713236B (zh) 一种压电颗粒与金属纳米棒共链排布的压电复合材料及制备方法
CN115389884A (zh) 电缆绝缘-屏蔽电气匹配性能的测试试样及其制备方法
CN206124035U (zh) 硫化机用加热板
CN113278218B (zh) 一种具有隔离结构的导电复合材料及其制备方法
CN113321928A (zh) 一种电动汽车电源用石墨烯绝缘导热片的制备方法
Li et al. Supersmooth semiconductive shielding materials use for XLPE HVDC cables
RU2075836C1 (ru) Способ изготовления гибкого композиционного электрообогревателя
CN114833043B (zh) 一种高密度高取向碳纤维短纤阵列的制备方法及导热垫
Teng et al. The Influence of Positive Temperature Coefficient Material on the DC Electric Field within Epoxy Composites
CN115790700A (zh) 电场诱导复合绝缘材料成型过程中填料运动的观察装置
CN215183327U (zh) 一种功能梯度绝缘件的制备装置
CN216817962U (zh) 一种基于同轴结构的介电梯度材料制备模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant