方波脈沖下不同粒徑氧化鋁摻雜對(duì)聚酰亞胺薄膜絕緣性能影響.pdf

1、變頻調(diào)速牽引電機(jī)是我國(guó)動(dòng)車組九大關(guān)鍵技術(shù)之一，其穩(wěn)定性和可靠性對(duì)于保障動(dòng)車組的安全運(yùn)行有著至關(guān)重要的意義。但變頻調(diào)速牽引電機(jī)一般采用脈寬調(diào)制技術(shù)，致使匝間絕緣需要長(zhǎng)期承受高頻陡脈沖電應(yīng)力，在高溫、潮濕和劇烈的機(jī)械振動(dòng)等環(huán)境應(yīng)力綜合作用下，其絕緣系統(tǒng)容易過早失效。聚酰亞胺(Polyimide，PI)因其優(yōu)秀的電氣、機(jī)械和耐高/低溫性能而被廣泛應(yīng)用于變頻調(diào)速牽引電機(jī)匝間絕緣材料。納米改性是提升聚合物絕緣性能的重要手段，也是目前的研究熱點(diǎn)。但

2、現(xiàn)在關(guān)于氧化鋁(Al2O3)粒徑對(duì)PI薄膜絕緣性能影響的研究少有報(bào)道，因此，研究不同粒徑氧化鋁摻雜的PI/Al2O3復(fù)合薄膜絕緣性能有重要意義。
　　本文制備了不同粒徑Al2O3摻雜的PI/Al2O3復(fù)合薄膜，分析了PI/Al2O3復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)特征，測(cè)試了在方波脈沖下薄膜的電氣性能，并探索了Al2O3粒徑對(duì)PI/Al2O3復(fù)合薄膜耐電暈性能影響機(jī)理，主要研究工作如下:
　　(1)基于原位聚合法制備了厚度可控和透光性良好的P

3、I/Al2O3復(fù)合薄膜，運(yùn)用掃描電鏡(SEM)表征了氧化鋁粒子的分散性;借助熱失重分析(TGA)和電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)分別分析了復(fù)合薄膜的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能，并且通過X射線衍射證明了氧化鋁粒子與聚酰亞胺基體之間的界面區(qū)域?yàn)闊o定型結(jié)構(gòu);
　　(2)根據(jù)ASTM227501標(biāo)準(zhǔn)制定的棒-板電極，對(duì)PI/Al2O3復(fù)合薄膜的起始放電電壓(PDIV)、擊穿場(chǎng)強(qiáng)和耐電暈性能進(jìn)行了測(cè)試，并探索了溫度和吸水兩個(gè)因素對(duì)薄膜電氣性能的影響規(guī)律，通過放

4、電次數(shù)和放電幅值兩個(gè)方面分析發(fā)現(xiàn)高能量放電對(duì)薄膜侵蝕起決定性作用。
　　(3)借助SEM和紅外光譜(FTIR)研究了電暈老化對(duì)PI/Al2O3復(fù)合薄膜物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響，測(cè)試了老化過程中PI/Al2O3復(fù)合薄膜表面電導(dǎo)率的變化規(guī)律，最后通過測(cè)試?yán)匣昂屠匣^程中薄膜的熱刺激電流，分析了其陷阱密度和能級(jí)變化，探明了不同粒徑氧化鋁對(duì)PI/Al2O3復(fù)合薄膜耐電暈性能產(chǎn)生影響的物理、化學(xué)和電子阻擋效應(yīng)。
　　上述研究成果探明