最新研發(fā)進(jìn)展評述
隨著(zhù)電壓等級的提升，電力設備的失效成為制約電力系統安全穩定運行和發(fā)展的重要因素，而設備的失效大部分來(lái)自于絕緣材料的破壞。為了提升現有電絕緣材料的性能，國內外研究表明，通過(guò)納米復合技術(shù)是解決這類(lèi)問(wèn)題的有效途徑。今后亟需加強電絕緣復合材料的理論研究，闡明電絕緣復合材料的劣化過(guò)程、破壞過(guò)程中的電、熱、機械、光學(xué)過(guò)程；進(jìn)而結合材料學(xué)、化學(xué)等不同的學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)高性能電絕緣復合材料。
在環(huán)境友好新型電絕緣材料研究方面，改善復合絕緣油漆和其它電絕緣材料性能，實(shí)現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/有機電絕緣復合材料的配方及其結構與性能著(zhù)手，揭示實(shí)現無(wú)毒、無(wú)副作用的新型電絕緣材料的設計原理。在極端條件下電絕緣復合材料失效規律與機理方面，其基礎是揭示電絕緣復合材料的宏觀(guān)特性與制備、微納尺度下多物理場(chǎng)耦合作用引發(fā)的介電效應與損傷破壞規律；進(jìn)而運用精準的多物理場(chǎng)仿真與精算手段和先進(jìn)的材料制備手段開(kāi)發(fā)出可應用于各種極端條件的先進(jìn)電絕緣復合材料。
國內外對比分析
近年來(lái)國內外結合材料設計、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合材料的制備和表征技術(shù)，逐步實(shí)現電絕緣材料設計、制備和應用方面的突破。納米復合電介質(zhì)的研究和發(fā)展為高擊穿性能電絕緣復合材料發(fā)展指明了方向。采用具有絕緣、導電或導熱特性的納米尺度粒子改性聚合物基體，制備納米復合電介質(zhì)材料，可以改變介質(zhì)的微觀(guān)形態(tài)結構，調控介質(zhì)材料的介電響應特性，實(shí)現擊穿場(chǎng)強的提高。第二代納米復合電介質(zhì)材料的研究已經(jīng)證實(shí)了界面調控技術(shù)對電絕緣復合材料介電特性的改善，并且還可以實(shí)現電絕緣復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(guān)-介觀(guān)-宏觀(guān)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。國際上已從聚合物的化學(xué)結構、結構的非規整性、分子運動(dòng)、添加劑、溫度和二次效應等各方面對電絕緣復合材料的擊穿過(guò)程進(jìn)行詳細論述，總結了電聚合物復合材料不同情況下的擊穿機理，指出不同溫度下其擊穿機理的不同。
在提高材料擊穿性能的研究中，復合材料成為研究熱點(diǎn)，上世紀末納米電介質(zhì)的出現，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)機納米粒子形成的納米復合電介質(zhì)材料一方面可以提高或降低聚合物的介電常數，另一方面可以提高材料的擊穿性能。納米復合電介質(zhì)材料擊穿機理與聚合物介質(zhì)的擊穿機理密切相關(guān)。
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