變質(zhì)處理對高硼鐵基fe2.5b0.43c耐磨合金的組織和性能影響的研究

1、 A thesis submitted to Zhengzhou University for the degree of Master Effect of Morphology on Space Charge Characteristics in Polyethylene under Multi-physical Field Coupling Conditions By Chenyuan Teng Supervisor: Zixi

2、a Cheng Power System and Its Automation School of Electrical Engineering May, 2017 摘要 I 摘 要 塑料擠包型直流電纜的電壓等級朝著超高壓/特高壓的趨勢發(fā)展。作為塑料擠包型直流電纜中最常見的絕緣介質(zhì)，聚乙烯具有載流子遷移率低、陷阱濃度高等優(yōu)良的特性。直流電場作用下，聚乙烯由于上述特點(diǎn)容易在內(nèi)部形成空間電荷的積聚，從而畸變電場，影響材料老化和擊穿等絕緣

3、性能。電纜在運(yùn)行過程中除了耐受直流電場外，還要承受因?qū)景l(fā)熱引起的溫度場。因此，深入開展高溫強(qiáng)電場耦合作用下聚乙烯空間電荷特性的研究對攻克塑料擠包型直流電纜的關(guān)鍵技術(shù)具有重要意義。 形態(tài)結(jié)構(gòu)會影響聚合物的電學(xué)性能，其包括結(jié)晶形態(tài)和表面形貌。本文采用電聲 脈沖 法空 間 電荷測 量技 術(shù)捕 捉 溫度和 電場 作用 下 低密度 聚乙烯(low-density polyethylene, LDPE)中空間電荷的演變行為， 揭示了多物理場耦合作

4、用下形態(tài)對空間電荷穩(wěn)態(tài)暫態(tài)過程的影響，為高性能電纜絕緣材料的開發(fā)提供試驗(yàn)和理論支持。 本文得到了 LD-iPP（聚丙烯為基底） 、LD-PTFE（聚四氟乙烯為基底）和LD-G（玻璃為基底）這三種表面形貌的試樣及其在多物理場耦合作用下空間電荷及直流擊穿特性。25℃時(shí), LD-G、LD-PTFE 和 LD-iPP 的擊穿場強(qiáng)由小到大, -100 kV/mm 下由電極注入的負(fù)空間電荷由少到多、 正空間電荷由多到少； 在 60℃、-125 kV

5、/mm 下，LDPE 內(nèi)部出現(xiàn)了具有快速演變行為的空間電荷包，其遷移率較常溫下均提高至少一個(gè)數(shù)量級，試樣中正電荷包的電荷量由大到小依次為LD-PTFE、LD-G 和 LD-iPP。 結(jié)合原子力顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜分析以及相介電常數(shù)等測試結(jié)果，上述試驗(yàn)現(xiàn)象得到了合理的解釋。 本研究制備了具有不同結(jié)晶形態(tài)的聚乙烯試樣，探討了多物理場耦合作用下形態(tài)對空間電荷演變行為的影響，得到了空間電荷二次特性參數(shù)和陷阱微觀參數(shù)。 冷卻速率越慢， 則

6、LDPE 具有越大且越均勻的晶胞尺寸； 冷卻速率越快，LDPE 直流電導(dǎo)電流密度越大，內(nèi)部陷阱密度越高并且深陷阱含量越多。-100 kV/mm、 20℃時(shí)， LD-I 組別空間電荷包注入速率和遷移速率均最大。 在 40℃時(shí)，僅在 LD-I 試樣中觀察到空間電荷包并且最大電場畸變值均在該組別中出現(xiàn)。在60℃時(shí)， LD-I 中出現(xiàn)了正極性空間電荷包， 在 LD-S 中出現(xiàn)了負(fù)極性空間電荷包，在 LD-A 中則出現(xiàn)正負(fù)極性空間電荷包， 這些正