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绝缘材料2025年第06期:基于分子动力学的导热型间位芳纶复合纸基绝缘材料的制备及性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:范晓舟;郭腾;董合;毕瀚文;律方成;赵旭;孙泽坤;

单位:华北电力大学河北省输变电设备安全防御重点实验室;

摘要:间位芳纶绝缘纸因其优异的介电性能和力学性能而广泛应用于变压器与高压套管中,但其较低的热导率限制了在高热负载环境下的应用。为提高芳纶绝缘纸的导热性能,本文采用仿真指导实验设计的方法,对多种纳米填料/芳纶仿真模型进行热导率计算,筛选出纳米SiO_2(KH570)、纳米TiO_2和纳米C_3N_4 3种导热性能优良的纳米填料,并对比实验室复合芳纶纸手抄片的力学性能和绝缘性能,确定最优掺杂量,进一步探究纳米填料对复合芳纶纸热导率的影响并分析其内在的导热机理。结果表明:3种纳米填料最佳的掺杂质量分数分别是:SiO_2(KH570)为10%,TiO_2为4%,C_3N_4为4%。通过热导率测试,确定纳米C_3N_4为最优纳米填料,相比纯芳纶纸,掺杂4%纳米C_3N_4的复合芳纶纸弹性模量提升了135%,杨氏模量提升了198%,电气强度提升了60.24%,体积电阻率提升了3 713%,热导率提升了304.31%。

关键词:间位芳纶;;纳米填料;;掺杂改性;;热导率

基金资助:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2023-MS106);; 中央引导地方科技发展资金项目(246Z1208G)