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热老化对铸造奥氏体不锈钢的环境疲劳寿命影响

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原子能科学技术 2024年

作者：王仪美肖青山陈银强刘廷光中核武汉核电运行技术股份有限公司北京科技大学

铸造奥氏体不锈钢材料在一回路高温高压水环境下长期服役存在热老化和疲劳问题。本文对典型的核电厂主管道材料Z3CN20-09M开展400℃的加速热老化试验，利用透射电子显微镜分析热老化试样的结构，在高温空气和模拟一回路高温高压水环境... 详细信息

铸造奥氏体不锈钢材料在一回路高温高压水环境下长期服役存在热老化和疲劳问题。本文对典型的核电厂主管道材料Z3CN20-09M开展400℃的加速热老化试验，利用透射电子显微镜分析热老化试样的结构，在高温空气和模拟一回路高温高压水环境下研究热老化后Z3CN20-09M的疲劳寿命变化规律，分析热老化时间对Z3CN20-09M疲劳寿命的影响。结果表明，Z3CN20-09M在热老化5 000 h后其(011)晶面上发生晶格畸变。随着热老化时间延长至5 000 h,Z3CN20-09M在高温空气和模拟一回路高温高压水环境下的疲劳寿命下降，ASME疲劳设计曲线对于评价Z3CN20-09M热老化后的疲劳寿命仍具有足够的安全裕量。

关键词：铸造奥氏体不锈钢热老化铁素体晶格畸变环境疲劳

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硫化体系对硅橡胶热老化性能的影响

复合材料学报 2024年第3期41卷 1259-1269页

作者：范在乾咸日常边继辉葛旺泉邢雅雯孙丰睿山东理工大学电气与电子工程学院淄博255049 山东七星电气科技发展有限公司淄博255000

为了探究不同硫化体系对电缆附件增强绝缘用硅橡胶热老化性能的影响,本文以35 kV电缆附件增强绝缘用硅橡胶为研究对象,利用过氧化物、硅氢加成两种硫化体系分别制作硫化硅橡胶试样并开展热老化试验,对比分析其力学性能和电气性能的变化... 详细信息

为了探究不同硫化体系对电缆附件增强绝缘用硅橡胶热老化性能的影响,本文以35 kV电缆附件增强绝缘用硅橡胶为研究对象,利用过氧化物、硅氢加成两种硫化体系分别制作硫化硅橡胶试样并开展热老化试验,对比分析其力学性能和电气性能的变化特征。在热老化前期,两种硫化体系下硅橡胶均发生分子侧链的氧化交联反应和分子链间的再交联反应,交联度增大;热老化后期,交联体系结构和分子链被破坏,交联度变小。研究与测试结果表明:随着热老化时间的增加,硅橡胶试样拉伸强度和断裂伸长率逐渐减小,电导率先减小后增大、随温度升高而增大,相对介电常数逐渐增大、随温度升高而减小,介质损耗角正切逐渐增大、随温度升高而增大,击穿场强呈现先增后降趋势。硅氢加成硫化体系下的硅橡胶一直保持高交联度,在热老化后具备更优的力学性能和电气性能,而过氧化物硫化体系下的硅橡胶在硫化过程中产生强酸性副产物,在热老化后产生强极性基团,致使硅橡胶的热老化性能劣化。

关键词：增强绝缘用硅橡胶热老化过氧化物硫化硅氢加成硫化断裂伸长率介电常数

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热老化对油中纤维折射率变化的影响机制

高电压技术 2024年

作者：鲁博文郑智博甘汶艳黄正勇李剑王谦重庆大学电气工程学院国网重庆市电力科学研究院

油中纤维的显色特征可以评估纸绝缘的老化状态，研究表明油中纤维的平均折射率会随老化时间的增加而增大，但纤维折射率增大的机制尚不明晰。为了探究热老化过程中油中纤维折射率增大的机制，基于纤维素二相体系理论，研究了热老化过程... 详细信息

油中纤维的显色特征可以评估纸绝缘的老化状态，研究表明油中纤维的平均折射率会随老化时间的增加而增大，但纤维折射率增大的机制尚不明晰。为了探究热老化过程中油中纤维折射率增大的机制，基于纤维素二相体系理论，研究了热老化过程中纤维素聚集态中结晶区与无定形区的变化特性，分析了纤维素结晶度随老化时间的变化规律以及纤维素折射率与结晶度的关联关系。在此基础上，建立了纤维素无定形区模型，分析了热老化过程中纤维素无定形区有序程度的变化规律。研究结果表明：热老化过程中纤维素无定形区的重结晶会引起纤维素结晶度增大，纤维素折射率与其结晶度呈正相关，纤维折射率的理论计算结果与试验测试值较相符。模拟计算表明，纤维素无定形区有序程度随老化时间的增加而增大，进一步验证了纤维素无定形区的重结晶现象，揭示了热老化过程中油中纤维折射率增大的机制。该研究可为后续基于油中纤维显色特征评估纸绝缘热老化状态提供理论依据。

关键词：热老化老化特性油中纤维纤维素折射率分子动力学模拟

基于PDC法评估大型发电机定子线棒主绝缘的热老化状态

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绝缘材料 2024年

作者：王思宇周凯朱光亚杨帅刘雁四川大学电气工程学院东方电气集团东方电机有限公司

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响，造成定子线棒绝缘劣化乃至失效，影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性，首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性... 详细信息

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响，造成定子线棒绝缘劣化乃至失效，影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性，首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。依据PDC测试结果，提取出稳态电导电流、0.1 Hz极化/去极化损耗、不对称系数等基本特征参量；随后再利用奇异值分解(SVD)算法对线棒样本的PDC数据进行扩展德拜模型的分析，得出其模拟电路的支路数和支路参量，通过分析明确老化过程中上述特征参量的变化规律。最后对不同热老化时长的样本进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析，从微观角度进一步明确上述绝缘后固化和劣化过程的机理。结果表明：随着绝缘老化程度加剧，稳态电导电流和0.1 Hz极化/去极化损耗增加，不对称系数偏离1的程度加剧，界面极化时间常数τ2减小。

关键词：定子线棒绝缘极化/去极化电流法热老化特征参量

直流电压下热老化对表面划伤交联聚乙烯电缆局部放电特性的影响

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绝缘材料 2024年

作者：王新金泱杨敏王启隆黄小凡陈向荣浙江省火力发电高效节能与污染物控制技术研究重点实验室浙江大学电气工程学院浙江浙能技术研究院有限公司

为了研究热老化对表面划伤交联聚乙烯（XLPE）电缆直流局部放电发展过程的影响，本文采用实体10 kV电缆制作了表面划伤缺陷模型并进行了不同时间的加速热老化处理，并利用脉冲电流法研究了直流电压下缺陷电缆的局部放电特性。基于缺陷... 详细信息

为了研究热老化对表面划伤交联聚乙烯（XLPE）电缆直流局部放电发展过程的影响，本文采用实体10 kV电缆制作了表面划伤缺陷模型并进行了不同时间的加速热老化处理，并利用脉冲电流法研究了直流电压下缺陷电缆的局部放电特性。基于缺陷电缆局部放电量随加压时间的变化，提取出了最大放电量、不同放电区间的平均放电量和放电重复率的统计图谱。结果表明：缺陷电缆的局部放电起始电压随着老化时间的增加而增大，其放电量-时间图谱呈现“梳齿”状放电特征；随着热老化时间的增加，缺陷电缆在大于100 pC区间的平均放电量和放电重复率逐渐减小，且其“梳齿”状放电特征在老化21天时彻底消失，表现出局部放电的自愈性。本文提出了局部放电和电荷输运模型，热老化过程中XLPE划伤缺陷表面氧化产生了更多的电荷陷阱，产生了均匀密集的空间电荷层，使缺陷内部电场下降，从而削弱了缺陷电缆的局部放电。研究结果为XLPE电缆缺陷的直流局部放电研究提供了数据支撑。

关键词：交联聚乙烯电缆表面划伤缺陷局部放电直流电压热老化

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等离子体改性聚酰亚胺热老化的分子模拟

原子与分子物理学报 2025年第1期 101-106页

作者：丁璨田浩博陈琛三峡大学电气与新能源学院

通过反应分子动力学方法模拟聚酰亚胺的热老化过程，以模拟仿真等离子体改性后的聚酰亚胺材料在热裂解后的性能变化情况.通过研究老化过程中气体产生的情况，研究发现随着温度升高，分子链之间的相互作用力减弱，导致材料的致密性下降... 详细信息

通过反应分子动力学方法模拟聚酰亚胺的热老化过程，以模拟仿真等离子体改性后的聚酰亚胺材料在热裂解后的性能变化情况.通过研究老化过程中气体产生的情况，研究发现随着温度升高，分子链之间的相互作用力减弱，导致材料的致密性下降，弹性模量降低，材料抵抗外应力的能力减弱.同时，由于温度升高使得聚酰亚胺材料相对介电常数上升，材料绝缘性能下降，击穿强度也被削弱.

关键词：反应分子动力学聚酰亚胺热老化

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乌桕籽绝缘油的电气性能及其热老化特性研究

绝缘材料 2024年第5期57卷 57-60页

作者：范帆蔡胜伟龚宇佳应斯杨国泰张明黄小华中国电力科学研究院有限公司湖北武汉430074

为研究乌桕籽油作为变压器用天然酯绝缘油的可行性,将乌桕籽油经过脱胶、脱酸、脱色和脱水等精炼处理后得到乌桕籽绝缘油,将其与矿物绝缘油进行理化性能和电气性能对比,并在130℃条件下进行加速热老化试验,研究其热老化特性。结果表明:... 详细信息

为研究乌桕籽油作为变压器用天然酯绝缘油的可行性,将乌桕籽油经过脱胶、脱酸、脱色和脱水等精炼处理后得到乌桕籽绝缘油,将其与矿物绝缘油进行理化性能和电气性能对比,并在130℃条件下进行加速热老化试验,研究其热老化特性。结果表明:乌桕籽绝缘油主要的脂肪酸成分为多不饱和脂肪酸,其理化性能和电气性能符合相关标准要求,其运动黏度和介质损耗因数大于矿物绝缘油,但燃点远高于矿物绝缘油;在130℃下经过250、500、750、1 000 h热老化后,乌桕籽绝缘油的颜色变化程度小于矿物绝缘油,且拥有高于矿物绝缘油的击穿电压,但是介质损耗因数的增幅较大。

关键词：乌桕籽绝缘油理化性能电气性能热老化

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Ni改性GNSs对SnAgCuRE/Cu钎焊接头热老化特性的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2024年第6期 1523-1535页

作者：王悔改张柯柯王冰莹王要利河南科技大学材料科学与工程学院有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心有色金属共性技术河南省协同创新中心

以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni无铅钎料合金为研究对象，基于石墨烯纳米片（GNS）独特的结构、优异的物理性能和力学性能，以其为复合钎料的增强相，开展基于Ni改性GNSs(Ni-GNSs)增强Sn Ag Cu RE系复合钎料/Cu的钎焊和钎焊接头热老化试验... 详细信息

以Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni无铅钎料合金为研究对象，基于石墨烯纳米片（GNS）独特的结构、优异的物理性能和力学性能，以其为复合钎料的增强相，开展基于Ni改性GNSs(Ni-GNSs)增强Sn Ag Cu RE系复合钎料/Cu的钎焊和钎焊接头热老化试验，探讨NiGNSs对复合钎料组织及钎焊接头热老化失效断裂机制的影响。结果表明：Ni-GNSs的加入，抑制了复合钎料的线膨胀，产生晶格畸变，导致位错产生，金属间化合物（IMC）颗粒分布在位错线附近，与位错发生交互作用，阻碍位错运动，强化复合钎料，进而强化复合钎料接头。随着热老化时间延长，钎焊接头界面IMC层厚度增加，剪切强度降低；其中，添加0.05%（质量分数）GNSs的复合钎料接头剪切强度降幅最小，为8.9%，且热老化384 h后，其剪切强度仍高于Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu合金接头热老化前的剪切强度。NiGNSs的加入，使复合钎料钎焊接头界面IMC的生长系数明显降低，有效缓解了复合钎料/Cu钎焊接头热老化过程中力学性能的降低，进而改变复合钎料/Cu钎焊接头的热老化失效断裂机制，最终影响接头的可靠性。Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE0.05Ni/Cu钎焊接头的断裂位置由热老化前的钎缝区向钎缝/界面IMC移动，变为韧脆混合断裂；而添加0.05%（质量分数）GNSs复合钎料接头的断裂位置均在钎缝区，为韧性断裂，钎焊接头可靠性较高。

关键词： Ni-GNSs/SnAgCuRE系复合钎料界面IMC 钎焊接头热老化组织与性能

基于PDC法的大型发电机定子线棒主绝缘热老化状态评估

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绝缘材料 2024年第6期57卷 68-75页

作者：王思宇周凯朱光亚杨帅刘雁四川大学电气工程学院四川成都610065 东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响,造成定子线棒绝缘劣化乃至失效,影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性,首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。... 详细信息

大型发电机在运行过程中会受到热应力等因素的影响,造成定子线棒绝缘劣化乃至失效,影响发电机的安全稳定运行。为了明确极化-去极化电流(PDC)法对于定子线棒主绝缘性能评估的有效性,首先采用PDC法评估热老化状态的定子线棒主绝缘性能。依据PDC测试结果,提取出稳态电导电流、0.1 Hz极化/去极化损耗、不对称系数等基本特征参量;随后再利用奇异值分解(SVD)算法对线棒样本的PDC数据进行扩展德拜模型的分析,得出其模拟电路的支路数和支路参量,通过分析明确老化过程中上述特征参量的变化规律。最后对不同热老化时长的样本进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,从微观角度进一步明确上述绝缘后固化和劣化过程的机理。结果表明:随着绝缘老化程度加剧,稳态电导电流和0.1 Hz极化/去极化损耗增加,不对称系数偏离1的程度加剧,界面极化时间常数τ2减小。

关键词：定子线棒绝缘极化/去极化电流法热老化特征参量

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