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简化共沉淀法制备CaCu3Ti4O12陶瓷及其介电性能研究

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物理学报 2012年第20期61卷 466-472页

作者：贾然顾访吴珍华赵学童李建英西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

具有巨介电常数的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷是一种理想的高储能密度电容器材料.本文以草酸为沉淀剂、以乙酸铵为调节pH值的定量缓冲剂,获得制备CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的简化共沉淀法.确定了pH=30为制备前驱粉料的最佳反应条件.通过显微分析... 详细信息

具有巨介电常数的CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷是一种理想的高储能密度电容器材料.本文以草酸为沉淀剂、以乙酸铵为调节pH值的定量缓冲剂,获得制备CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷的简化共沉淀法.确定了pH=30为制备前驱粉料的最佳反应条件.通过显微分析和介电性能测量,发现在1040℃—1100℃范围内,随着烧结温度的提高,陶瓷的品粒尺寸增大,非线性系数上升,电位梯度和介电损耗下降,1100℃烧结的试样tanδ最低达到0.04.认为CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电损耗包含直流电导分量、低频松弛损耗和高频松弛损耗.低频松弛活化能为0.51 eV.,对应于晶界处的Maxwell-Wagner松弛极化;高频松弛过程活化能为0.10 eV,对应晶粒内部的氧空位缺陷.烧结温度的升高导致晶界电阻下降.

关键词：巨介电常数共沉淀法松弛极化 CaCu_3Ti_4O_12陶瓷

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结晶度对金属化膜电容器保压性能的影响

高电压技术 2022年第9期48卷 3643-3650页

作者：王雨橙李化王哲豪林福昌华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室武汉430074

电容器在充电至设定电压并与电源断开后,会出现电压降落的现象,造成放电效率的下降。以金属化聚丙烯薄膜电容器(metallized polypropylene film capacitor,MPPFC)为对象,研究了结晶度对电容器保压性能的影响。结合热刺激去极化电流法得... 详细信息

电容器在充电至设定电压并与电源断开后,会出现电压降落的现象,造成放电效率的下降。以金属化聚丙烯薄膜电容器(metallized polypropylene film capacitor,MPPFC)为对象,研究了结晶度对电容器保压性能的影响。结合热刺激去极化电流法得到薄膜的陷阱参数,并搭建了MPPFC的保压性能试验平台,研究了不同结晶度薄膜电容器元件的保压性能。研究结果表明:随着结晶度的增加,聚丙烯薄膜电导率减小,同时松弛极化支路数减少,陷阱深度变浅,MPPFC的保压性能增强;较高结晶度的BOPP薄膜电导率小,对应介质泄漏少;同时结晶度的提高改变松弛极化过程,使电压降减小。适当提高电介质薄膜的结晶度有助于提高金属化膜电容器的保压性能。

关键词：金属化膜电容器保压性能结晶度介质泄漏松弛极化

非环烷基变压器油和环烷基变压器油宽频介电频谱对比分析

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高电压技术 2017年第1期43卷 218-224页

作者：李卫国曾臣王健一李金忠高飞程涣超华北电力大学高电压与电磁兼容北京市重点实验室北京102206 中国电力科学研究院北京100192

为了研究油浸式变压器中的变压器油对宽频介电频谱(FDS)的影响,在-10、20、50、80℃温度条件下,对非环烷基和环烷基变压器油进行10-1~106 Hz频率范围内的介电频谱测试。采用修正后的H-N方程对测试结果进行拟合,得到相关拟合参数,同时结... 详细信息

为了研究油浸式变压器中的变压器油对宽频介电频谱(FDS)的影响,在-10、20、50、80℃温度条件下,对非环烷基和环烷基变压器油进行10-1~106 Hz频率范围内的介电频谱测试。采用修正后的H-N方程对测试结果进行拟合,得到相关拟合参数,同时结合介电频谱的变化趋势分析不同变压器油对宽频介电频谱的影响。结果表明,随着温度的升高、频率的降低,环烷基变压器油的介电常数实部的升高速度快于非环烷基变压器油,且其松弛极化时间比非环烷基变压器油受温度的影响更大。

关键词：变压器油宽频介电频谱非环烷基环烷基介电常数松弛极化

高压大容量脉冲电容器保压过程中电压跌落的定量分析

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国防科技大学学报 2019年第4期41卷 33-38页

作者：朱博峰鲁军勇张晓王鑫戴宇峰马涛王杰海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室

针对金属化膜脉冲电容器在实际使用中由于充电结束以后较长的保压时间而产生电压跌落和能量损失,并最终导致脉冲功率电源系统的实际有效储能和储能密度下降这一实际问题,基于一种高压大容量脉冲电容器电压跌落的实验数据,分别从电导特... 详细信息

针对金属化膜脉冲电容器在实际使用中由于充电结束以后较长的保压时间而产生电压跌落和能量损失,并最终导致脉冲功率电源系统的实际有效储能和储能密度下降这一实际问题,基于一种高压大容量脉冲电容器电压跌落的实验数据,分别从电导特性、自愈特性、极化特性及其与能量损失的相关性出发,推导了介质薄膜电导率与电压跌落的定量关系并进行了电导率测量实验,推导了自愈能量与电压跌落的定量关系并进行了寿命实验,阐述了松弛极化与电压跌落的定量关系并进行了仿真。结果表明,介质泄漏、自愈以及松弛极化在电压跌落中所占比例分别为29.64%、11.75%及58.35%,导致所研究电容器电压跌落的主要因素是松弛极化。

关键词：脉冲电容器电压跌落电导率自愈松弛极化

基于频率响应分析法的高压套管绝缘检测仿真分析

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高电压技术 2011年第12期37卷 3045-3052页

作者：麦汉源聂德鑫臧春艳陈钢杜振波陈元庆广东电网公司江门供电局江门529000 国网电力科学研究院武汉430074 华中科技大学强电磁工程与电工新技术国家重点实验室武汉430074

近年来,电网中套管事故频发,给国民经济造成了重大损失,引起了电力运行和检修部门的高度关注。因此及时开展高压套管内部绝缘状况的有效检测手段研究是十分重要和迫切的。为此,主要探讨了用基于介质响应原理的频率响应分析(FRA)法对套... 详细信息

近年来,电网中套管事故频发,给国民经济造成了重大损失,引起了电力运行和检修部门的高度关注。因此及时开展高压套管内部绝缘状况的有效检测手段研究是十分重要和迫切的。为此,主要探讨了用基于介质响应原理的频率响应分析(FRA)法对套管进行绝缘检测的机理,采用MATLAB软件建立了套管结构的RC模型,仿真分析了各参数变化时FRA曲线的特征,以及隔离刀闸断口接地和高压引线的影响,并结合实测曲线进行了相应的对比分析。研究结果表明,当套管发生绝缘缺陷而出现比较明显的松弛极化特征时,FRA曲线会出现相应的凹陷,凹陷的数目和具体变化情况与套管的绝缘缺陷程度和松弛极化过程有关。理论仿真和实测曲线的吻合度较好,证实了FRA法应用于套管绝缘状况检测的可行性。

关键词：套管频率响应分析(FRA)法绝缘检测 RC模型隔离刀闸松弛极化

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PZT压电陶瓷的强场效应研究

压电与声光 2009年第1期31卷 57-59页

作者：陈亚波张洋洋刘岚易飞刘耀平华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 华中科技大学电子科学与技术系湖北武汉430074

实验选取一种性能较好的二元系锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷配方,通过测试PZT陶瓷样品在强场下的介电性能表明,随着外加电场强度的增大,样品介温曲线的斜率变小;材料的介电损耗随着外加电场的增大而增大,当外加电场从0升至400 V/mm时,介电损耗... 详细信息

实验选取一种性能较好的二元系锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷配方,通过测试PZT陶瓷样品在强场下的介电性能表明,随着外加电场强度的增大,样品介温曲线的斜率变小;材料的介电损耗随着外加电场的增大而增大,当外加电场从0升至400 V/mm时,介电损耗从0.16%增至0.38%,损耗仍在较小范围内,可见本材料较适合作为大功率压电材料在强场下应用。对其强场效应及损耗机理进行了初步探讨。

关键词：锆钛酸铅(PZT) 低损耗强场效应松弛极化

Bi掺杂对直流ZnO电阻片缺陷结构和电性能的影响

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电瓷避雷器 2021年第4期 62-68页

作者：赵霞时卫东张搏宇吕雪斌沈海滨中国电力科学研究院有限公司北京100192

普遍认为,Bi_(2)O_(3)是ZnO电阻片形成晶界势垒及非线性伏安特性的基础,然而Bi元素对构成势垒的缺陷结构的作用机制仍不清楚。基于一种优化的介电谱,笔者研究了Bi_(2)O_(3)含量对现代直流ZnO电阻片本征点缺陷锌填隙和氧空位、非本征缺... 详细信息

普遍认为,Bi_(2)O_(3)是ZnO电阻片形成晶界势垒及非线性伏安特性的基础,然而Bi元素对构成势垒的缺陷结构的作用机制仍不清楚。基于一种优化的介电谱,笔者研究了Bi_(2)O_(3)含量对现代直流ZnO电阻片本征点缺陷锌填隙和氧空位、非本征缺陷晶间相结构和界面态的作用机制。实验结果表明,Bi掺杂使得晶界势垒结构发育完善,所以掺入Bi元素后试样才具有优异的非线性特性。Bi_(2)O_(3)促进晶界氧传输和吸附,进而有效提升界面态密度,调控本征点缺陷浓度。特别地,Bi_(2)O_(3)掺杂量达到1.2 mol%时,富Bi相形成具有更高氧离子传导率的δ-Bi_(2)O_(3),对本征点缺陷起抑制作用。本研究为进一步开发高性能电阻片提供理论基础及数据依据。

关键词： ZnO电阻缺陷结构松弛极化活化能

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金属化膜电容器研究进展

电力电容器与无功补偿 2015年第2期36卷 1-4,18页

作者：李化李智威黄想李浩原王文娟王博闻华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074

金属化膜电容器是脉冲功率系统广泛使用的储能器件,具有储能密度高和可靠性好等特点。文中介绍高储能密度金属化膜电容器关键技术的研究进展。结合金属化膜自愈特性的研究,提出自愈性能优化方法;研究电容器的泄漏特性,提出导致高储能密... 详细信息

金属化膜电容器是脉冲功率系统广泛使用的储能器件,具有储能密度高和可靠性好等特点。文中介绍高储能密度金属化膜电容器关键技术的研究进展。结合金属化膜自愈特性的研究,提出自愈性能优化方法;研究电容器的泄漏特性,提出导致高储能密度电容器电压下降的原因有薄膜体积泄漏和松弛极化效应,研究表明松弛极化效应是主要因素;分析影响电容器通流能力的主要限制性因素;研制出的高储能密度电容器储能密度达到2.7 MJ/m3,寿命大于850次。

关键词：电容器自愈泄漏松弛极化通流能力

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高频热稳定ANNT瓷料的研究

高频热稳定ANNT瓷料的研究

作者：于韶洁天津大学

学位级别：硕士

本论文对超高介高频ANNT系统进行了深入研究,并以电介质物理理论、材料物理化学、晶体化学以及配位化学、表面与界面化学等理论为基础,充分利用XRD、TEM、EDX、SEM、DTA-TG、IR光谱等现代分析手段,对其合成机理、介电性能进行了理论探... 详细信息

本论文对超高介高频ANNT系统进行了深入研究,并以电介质物理理论、材料物理化学、晶体化学以及配位化学、表面与界面化学等理论为基础,充分利用XRD、TEM、EDX、SEM、DTA-TG、IR光谱等现代分析手段,对其合成机理、介电性能进行了理论探讨和实验研究。并在进行固相研究的同时利用湿化学合成方法成功合成该系统,进一步提高了系统的介电性能。1.本论文详细研究了引入Na+的ANNT系统与ANT系统的异同,并从理论上探讨了ANNT系统较ANT系统的优势,在此基础上又研究了Na+的不同含量对ANNT系统介电性能的影响。2.本论文详细研究了改性添加剂Bi2O3、Sb2O5、MnCO3对该系统介电性能的影响,研究表明适当的掺杂可以有效改善系统的烧结性能和介电特性。3.利用液相法成功合成了ANNT纳米粉体,并对比研究了柠檬酸盐法和草酸盐法对ANNT系统的影响,研究表明利用草酸盐法所合成ANNT系统的团聚比较严重,而利用柠檬酸盐法所制备ANNT系统,团聚较小,平均粒径为40nm,利用该纳米粉体所制备的陶瓷材料晶粒均匀、平均粒径小于0.5μm,有效提高了ANNT系统的介电性能。4.利用固相法合成的ANNT系统的介电指标如下:介电常数ε>400(1MHz)容量温度系数αc 1012Ω·cm烧结温度Ts 1050℃～1160℃5..利用液相法合成的ANNT系统的介电指标如下:介电常数ε>500(1MHz)容量温度系数αc 1012Ω·cm烧结温度Ts 950℃～1060℃

关键词：高频超高介热稳定松弛极化纳米柠檬酸