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变压器纳米改性油纸复合绝缘研究综述

电工技术学报 2023年第9期38卷 2464-2479,2490页

作者：刘道生周春华丁金叶敬杜伯学江西理工大学电气工程与自动化学院赣州341000 华能秦煤瑞金发电责任有限公司赣州341000 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

油纸复合绝缘作为电力变压器内部的主要绝缘,其电气性能备受电力设备制造与运行人员的关注。纳米颗粒结构因具有大比表面积、量子尺寸及宏观量子隧道效应等优异性能,常作为提高绝缘材料电气性能的添加物质。该文总结了近年来变压器油纸... 详细信息

油纸复合绝缘作为电力变压器内部的主要绝缘,其电气性能备受电力设备制造与运行人员的关注。纳米颗粒结构因具有大比表面积、量子尺寸及宏观量子隧道效应等优异性能,常作为提高绝缘材料电气性能的添加物质。该文总结了近年来变压器油纸复合绝缘纳米改性的研究成果,首先概述变压器油纸复合绝缘纳米改性的方法;其次详细介绍三种纳米颗粒改性机理的理论模型,并分析改性前后绝缘油纸内部与表面的电荷行为、局部放电特性和交直流复合及雷电冲击电压下的击穿特性;最后对目前研究成果进行总结,并展望未来变压器油纸绝缘纳米改性的研究和发展方向。这些研究成果的总结将为改性油纸绝缘的发展与电气性能改善提供参考和借鉴。

关键词：电力变压器纳米改性油纸复合绝缘电荷特性

基于多因素灰色模型和遗传算法的管道内修复涂层设计

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中国表面工程 2023年第4期36卷 229-238页

作者：严洲宇赵弘董潇潇中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249

近年来管道内腐蚀引起的安全事故频繁发生,现在主流的修复材料是只用一种或两种刚性粒子进行改性的环氧树脂,在应对复杂管内环境时经常会在硬度和疏水性方面表现出不足,从而易导致二次事故的发生。为提升修复材料的硬度和疏水性且为不... 详细信息

近年来管道内腐蚀引起的安全事故频繁发生,现在主流的修复材料是只用一种或两种刚性粒子进行改性的环氧树脂,在应对复杂管内环境时经常会在硬度和疏水性方面表现出不足,从而易导致二次事故的发生。为提升修复材料的硬度和疏水性且为不同环境提供最合适的材料配比,设计一种用于管道内修复的新型刚性纳米粒子改性环氧树脂修复涂层。这种涂层以石墨烯改性双酚A型环氧树脂为基材,加入不同比例的纳米Al_(2)O_(3)、纳米TiO_(2)、纳米SiO_(2),通过超声波分散处理进行制备。通过正交试验法设计试验方案,分别对涂层的SEM形貌、水接触角和硬度进行测试,建立关于接触角和硬度的多因素灰色模型,采用遗传算法获取涂层材料的最佳配比。试验结果表明,用灰色模型可以准确地建立涂层性能与刚性粒子之间的关系,该涂层最佳配比可以有效提高石墨烯改性双酚A型环氧树脂的硬度和疏水性,且平均误差在4%以内,可为管内修复材料的制备提供基础。

关键词：管道内防腐环氧树脂纳米改性灰色模型遗传算法

纳米改性环氧树脂增强CFRP-混凝土体系粘结及滑移性能研究

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热固性树脂 2024年第2期39卷 23-29页

作者：冉洪宇张若兰雷真杨昌波罗煜民赵容晨云南大学建筑与规划学院云南昆明650032

为研究TiO_(2)/有机蒙脱土(OMMT)/环氧树脂(EP)复合材料对CFRP-混凝土界面粘结及滑移性能的影响,对TiO_(2)/OMMT/环氧复合材料配比进行优化并将其应用于CFRP-混凝土体系的双搭接剪切实验。结果表明:在OMMT/EP复合材料中加入适量的纳米Ti... 详细信息

为研究TiO_(2)/有机蒙脱土(OMMT)/环氧树脂(EP)复合材料对CFRP-混凝土界面粘结及滑移性能的影响,对TiO_(2)/OMMT/环氧复合材料配比进行优化并将其应用于CFRP-混凝土体系的双搭接剪切实验。结果表明:在OMMT/EP复合材料中加入适量的纳米TiO_(2)可显著提高蒙脱土的剥离程度,当填料(TiO_(2)+OMMT)的质量分数为2%时,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及冲击强度分别为纯环氧树脂的153.06%、159.09%和159.19%。作为胶粘剂用于CFRP-混凝土体系时,TiO_(2)/OMMT/EP复合材料增强了纤维与混凝土基体之间的界面附着力及载荷传递,从而提高了界面的极限承载力。与纯环氧树脂双剪试件相比,CFRP-混凝土界面的粘结强度和界面断裂能分别提升了129.83%和168.82%。引入纳米改性胶粘剂/CFRP-混凝土界面粘结综合影响系数α,建立了相应的CFRP-混凝土界面粘结-滑移模型,模型的计算曲线与实验曲线吻合较好。

关键词：二氧化钛蒙脱土纳米改性环氧树脂碳纤维增强复合材料混凝土粘结强度界面断裂能

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纳米改性碳纤维复合材料及其力学性能

毛纺科技 2022年第9期50卷 6-12页

作者：范文州吴薇孙仪嘉内蒙古工业大学轻工与纺织学院内蒙古呼和浩特010080

为了改良碳纤维复合材料的层面联结强度,提高复合材料的拉伸和弯曲强度,实验采用纳米级核壳粉末Clearstrength XT100作为增韧剂,按照不同配比质量分数(0%、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%)配比环氧树脂胶液,采用真空辅助成型工艺并参照实验标... 详细信息

为了改良碳纤维复合材料的层面联结强度,提高复合材料的拉伸和弯曲强度,实验采用纳米级核壳粉末Clearstrength XT100作为增韧剂,按照不同配比质量分数(0%、1.5%、3.0%、4.5%、6.0%)配比环氧树脂胶液,采用真空辅助成型工艺并参照实验标准测试碳纤维复合材料试样的拉伸、弯曲等性能,分析Clearstrength XT100纳米改性对增强体/基体结合强度的影响,并以此为目标优化纳米改性工艺。实验结果表明:Clearstrength XT100纳米改性碳纤维复合材料的最优质量分数为2.86%,改性后碳纤维复合材料的拉伸应力提升了18.6%,弯曲应力提升了61.9%。丰富了复合材料纳米改性的相关研究,为后续研究异形曲面结构碳纤维复合材料提供了参考依据。

关键词：碳纤维复合材料纳米改性力学性能

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纳米改性水性环氧树脂防腐涂料的研究进展

现代化工 2022年第4期42卷 33-38页

作者：孙国强杨建军陈春俊曹忠富吴庆云吴明元张建安刘久逸安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室安徽合肥230601 马鞍山采石矶涂料有限公司安徽马鞍山243000

介绍了几种水性环氧树脂的制备方法,并列举了几种纳米材料改性水性环氧涂料的研究进展,如纳米二氧化钛、碳纳米管、聚苯胺纳米纤维、石墨烯和六方氮化硼等,最后展望了未来水性环氧涂料的发展方向。

关键词：水性环氧树脂纳米改性涂料防腐

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纳米纤维素掺杂改善油浸纸介电性能的研究

高电压技术 2022年第5期48卷 2020-2027页

作者：孔晓晓杜伯学姜金鹏陶务业天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 中国电力科学研究院有限公司北京100192

以探究阳离子纳米原纤化纤维素(CNFC)掺杂提升油纸绝缘介电性能为目的,制备了质量分数为0%、3%、5%和10%的纳米纤维素复合绝缘纸,用绝缘油真空浸渍后,在130℃下进行为期20d的加速热老化试验,研究了绝缘纸的化学结构、聚合度、抗张强度... 详细信息

以探究阳离子纳米原纤化纤维素(CNFC)掺杂提升油纸绝缘介电性能为目的,制备了质量分数为0%、3%、5%和10%的纳米纤维素复合绝缘纸,用绝缘油真空浸渍后,在130℃下进行为期20d的加速热老化试验,研究了绝缘纸的化学结构、聚合度、抗张强度、相对结晶度、体电阻率、介电常数、介质损耗、击穿强度、纸中水分含量等参数随老化时间的变化规律。结果表明:CNFC掺杂对绝缘纸的化学结构影响很小;与普通绝缘纸相比,热老化过程中改性纸分子量和抗张强度下降速率减缓,水分生成量减少,体电阻率与击穿性能提升,但介电常数与介电损耗有少许增加。该文认为CNFC通过增加阳离子基团,增强了纤维素的链间作用力;通过填充绝缘纸内部气隙,提升了绝缘纸的击穿性能;通过增加氢键含量,延缓了纤维素链的裂解,提升了绝缘纸抗热老化性能。

关键词：油纸绝缘纤维素绝缘纸阳离子纳米纤维素纳米改性抗热老化性能介电性能

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纳米改性植物绝缘油电气特性的研究进展

绝缘材料 2024年第5期57卷 1-9页

作者：苏梓铭伍蓥芮曾正霖陈锐陈建华唐超西南大学工程技术学院重庆400715

植物绝缘油因其绿色可再生的特点以及优异的防火性能获得了广泛的关注,而纳米粒子可以有效提升植物绝缘油的电气性能。本文从介质损耗因数、体积电阻率等方面总结了纳米粒子对植物绝缘油电气特性的影响,并讨论了纳米粒子种类、浓度、表... 详细信息

植物绝缘油因其绿色可再生的特点以及优异的防火性能获得了广泛的关注,而纳米粒子可以有效提升植物绝缘油的电气性能。本文从介质损耗因数、体积电阻率等方面总结了纳米粒子对植物绝缘油电气特性的影响,并讨论了纳米粒子种类、浓度、表面改性对植物绝缘油击穿性能的影响。结合纳米改性对矿物绝缘油与植物绝缘油电气特性的作用效果差异,总结归纳了当前纳米改性植物绝缘油的研究难点,并展望了纳米改性植物绝缘油的研究方向与前景。

关键词：纳米粒子植物绝缘油电气特性纳米改性

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耐电晕聚酰亚胺薄膜研究进展

电工技术学报 2023年第5期38卷 1190-1205页

作者：张镱议赵梓炜刘捷丰查俊伟广西大学广西电力输配网防雷工程技术研究中心南宁530004 北京科技大学化学与生物工程学院北京100083 北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

聚酰亚胺因其耐电晕性能不足严重缩短了复杂工况下的使用寿命,纳米改性技术的应用为耐电晕聚酰亚胺薄膜的研发提供了新的发展方向。该文首先从耐电晕机理出发,综述了电晕下聚酰亚胺的老化进程;然后从材料的介电特性、电导特性、陷阱特... 详细信息

聚酰亚胺因其耐电晕性能不足严重缩短了复杂工况下的使用寿命,纳米改性技术的应用为耐电晕聚酰亚胺薄膜的研发提供了新的发展方向。该文首先从耐电晕机理出发,综述了电晕下聚酰亚胺的老化进程;然后从材料的介电特性、电导特性、陷阱特性、界面效应及热导率等性能参数分析了提升复合聚酰亚胺耐电晕性能的策略;最后针对当前耐电晕聚酰亚胺薄膜研究存在的问题进行了总结,并对未来发展方向做出了展望,以期实现具有优异耐电晕性能聚酰亚胺薄膜的研发。

关键词：聚酰亚胺纳米改性电晕老化耐电晕性

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纳米改性水性涂层混凝土的抗氯盐性能研究

纳米改性水性涂层混凝土的抗氯盐性能研究

作者：陈显峰中国矿业大学

学位级别：硕士

混凝土结构耐久性不足所造成的破坏中最常见原因是氯盐侵蚀,使混凝土结构受到了严重的威胁,有效改善混凝土工程抗氯盐侵蚀性能的手段之一是在混凝土表面涂敷涂层。涂料可分为传统涂料和水性涂料,水性涂料拥有挥发性有机化合物(VOC)含量... 详细信息

混凝土结构耐久性不足所造成的破坏中最常见原因是氯盐侵蚀,使混凝土结构受到了严重的威胁,有效改善混凝土工程抗氯盐侵蚀性能的手段之一是在混凝土表面涂敷涂层。涂料可分为传统涂料和水性涂料,水性涂料拥有挥发性有机化合物(VOC)含量少、无毒且易清洗等优势,但在耐腐蚀、耐老化等方面较传统涂料仍存在着一定差距,随着人们环保意识的不断提升,以及国家环保法规的日益完善,水性涂料会逐步取代传统涂料。水性涂层易受到老化的影响而降低使用寿命,减弱了对混凝土抗氯盐性能的提升能力。本文利用纳米SiO、纳米TiO对水性聚氨酯和水性环氧树脂涂料进行改性来提升水性涂层混凝土的抗氯盐与抗老化性能。对制备出的纳米改性水性涂层混凝土试件进行了长期氯盐浸泡和紫外老化前后的电通量实验,并对水性涂层进行了扫描电镜和傅里叶红外光谱实验,研究表明通过纳米材料对水性涂料进行改性后,水性涂层混凝土的抗老化和抗氯盐性能均有一定幅度提升。主要研究结果和结论如下:(1)不同种类的水性涂层对混凝土抗氯盐性能的提升存在显著差异,水性环氧树脂涂层对混凝土抗氯盐性能的改善效果远强于水性聚氨酯涂层。相较于无涂层混凝土,水性聚氨酯和水性环氧树脂涂层混凝土的抗氯盐性能最高分别提升了42.4%和83.3%,这种差异主要因为成膜方式不同,水性聚氨酯和水性环氧树脂涂层分别为单组份和双组份成膜型涂层。单组份涂层在成膜时溶剂挥发会导致涂层表面和内部形成孔隙,而双组份涂层有两个组份,按一定比例混合后,会在成膜过程中发生一系列的化学反应导致涂层表面和内部孔隙较少,使其致密性优于单组分涂层。(2)纳米改性水性涂层可进一步提升混凝土的氯盐抗力,但不同纳米材料对水性涂层混凝土氯盐抗力的改善幅度略有不同,其中2%纳米SiO改性水性环氧树脂涂层混凝土的氯盐抗力最优,较水性环氧树脂涂层混凝土和无涂层混凝土分别提升了34.5%和89.1%。分散于涂层中的纳米材料能够填补孔隙和微裂缝,增加致密性,使涂层的阻隔性能得以改善,提升了对涂层混凝土氯盐抗力的提升幅度,但掺量过多会导致纳米材料发生团聚现象使其分散不均匀,从而降低了对涂层混凝土氯盐抗力的提升幅度。(3)水性涂层易受到紫外线辐射老化的影响而发生破坏,其水性环氧树脂涂层的紫外线辐射老化速率快于水性聚氨酯涂层;纳米改性后水性涂层的抗紫外线辐射老化性能加强,纳米TiO比纳米SiO改性水性涂层的抗紫外线辐射老化性能更强。纳米TiO对水性环氧树脂涂层抗紫外线辐射老化性能的提升最高,提升幅度为37.7%。纳米材料不仅起到了填充作用,还起到了屏蔽紫外光和吸收紫外光的作用,从而降低了紫外光对水性涂层的破坏,其中纳米TiO屏蔽和吸收紫外光的能力强于纳米SiO。(4)基于涂层混凝土氯离子扩散系数与紫外老化时间的函数关系,建立了氯盐侵蚀环境下考虑紫外和水解老化影响的水性涂层混凝土构件抗氯盐侵蚀寿命预测模型。由此得出,水性涂层可以提高混凝土构件的抗氯盐侵蚀寿命,其中效果最好的水性环氧树脂涂层增加了26.74年,即提高了3.15倍;通过纳米改性后其寿命进一步增加,其中纳米TiO改性水性环氧树脂涂层混凝土构件的抗氯盐侵蚀寿命最高,达到了49.51年,较水性环氧树脂涂层混凝土构件增加了14.29年,增幅为40.6%。该论文有图52幅,表29个,参考文献120篇。

关键词：水性涂层纳米改性混凝土抗老化性能抗氯盐性能