單分散四氧化三鐵納米植物絕緣油制備方法及介電與導(dǎo)熱性能研究.pdf

1、納米技術(shù)為改善絕緣材料性能提供了有效的途徑。在礦物絕緣油中添加納米粒子形成納米流體，可提高礦物絕緣油的介電強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能。植物絕緣油作為一種高燃點(diǎn)和可再生的天然酯液體電介質(zhì)，不僅已在配電變壓器中得到大量應(yīng)用，而且在輸電電壓等級(jí)的大型電力變壓器中得到示范應(yīng)用。開展納米植物絕緣油及其應(yīng)用研究，是植物絕緣油及其應(yīng)用研究方向的拓展，也是納米液體電介質(zhì)研究方向新課題。
　　目前，在納米絕緣油研究方向仍存在諸多難題，其中的兩個(gè)關(guān)鍵問題為：

2、r>　　（1）納米絕緣油在變壓器內(nèi)部復(fù)雜電、磁、熱場(chǎng)中的穩(wěn)定性及纖維等雜質(zhì)對(duì)納米粒子分散穩(wěn)定性影響的問題；
　　（2）納米粒子自身理化參數(shù)對(duì)于納米植物絕緣油介電及導(dǎo)熱性能的影響機(jī)制問題。作者針對(duì)以上兩方面問題，對(duì)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性的納米植物絕緣油制備方法進(jìn)行了研究，對(duì)納米粒子影響納米流體介電與導(dǎo)熱性能的機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)與理論分析。論文主要內(nèi)容為：
　?、傺芯苛擞退岚矄畏稚e3O4納米粒子及其納米植物絕緣油的制備方法，通過試驗(yàn)分

3、析了油酸表面活性劑與Fe3O4納米粒子的成鍵情況，研究了不同粒徑、制備方法及纖維雜質(zhì)存在條件下納米粒子在植物絕緣油中的分散穩(wěn)定性，對(duì)影響Fe3O4納米粒子在植物絕緣油中的分散穩(wěn)定性的原因進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：高溫分解法所制得Fe3O4納米粒子與油酸表面活性劑通過共價(jià)鍵緊密結(jié)合，當(dāng)納米絕緣油中含有紙纖維等雜質(zhì)時(shí)，高溫分解法所制得單分散Fe3O4納米植物絕緣油仍具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性。
　　②通過試驗(yàn)研究了Fe3O4粒徑對(duì)納米植物絕

4、緣油及油紙的工頻擊穿電壓和正、負(fù)極性雷電沖擊擊穿電壓的影響規(guī)律，測(cè)試并分析了不同粒徑納米絕緣油的相對(duì)介電常數(shù)、體積電阻率、介質(zhì)損耗因數(shù)、空間電荷密度和離子遷移率等介電參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明：一定粒徑范圍內(nèi)，F(xiàn)e3O4粒徑的增加有利于抑制流注的發(fā)展速率和空間電荷積累，并提高納米植物絕緣油及油紙的擊穿電壓。
　?、蹖?duì)納米絕緣油陷阱深度計(jì)算模型進(jìn)行了研究。利用熱刺激電流法測(cè)量了不同粒徑、表面活性劑厚度Fe3O4納米絕緣油中的陷阱深度，

5、采用納米極化理論與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了納米粒子表面活性劑在電場(chǎng)作用下的極化現(xiàn)象；提出了計(jì)算不同粒徑、表面活性劑厚度的納米絕緣油陷阱深度的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)該模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量值對(duì)比，結(jié)果表明該模型能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)表面改性后納米絕緣油陷阱深度。
　?、軐?duì)納米絕緣油熱導(dǎo)率計(jì)算模型進(jìn)行了研究。利用瞬時(shí)熱線法測(cè)量了不同粒徑、表面活性劑厚度Fe3O4納米絕緣油的導(dǎo)熱率；利用Maxwell模型、H&C模型和Yu模型對(duì)Fe3O4納米絕緣油的