改善高导热多胶云母带有机-无机复合界面的研究

摘要

近年来随着现代工业技术的发展，高压大容量空冷发电机由于具有制造成本低廉、结构简便、运行安全可靠、维护方便等优点，其需求量日益增大。但其主绝缘材料（由云母带压制而成）的散热效率较低，成为其进一步发展的“瓶颈”。所以成功研制出高导热云母带具有重大的理论研究价值和经济意义。
　　 目前，高导热云母带是通过引入导热性优异的无机粉体填料来提高导热性，在引入粉体填料和刷制云母带的过程中，会形成很多有机——无机复合界面，如不处理好这些复合界面，将严重影响主绝缘材料的各项关键性能。因此本文拟通过偶联剂处理无机粉体填料和表面改性剂原位聚合环氧粘合剂树脂的手段来改善高导热云母带中复合界面，初步探讨复合界面的表征方法以及偶联剂种类、无机粉体粒径、表面改性剂对复合材料各项性能的影响，从而对改善复合界面的手段进行初步的研究。得出如下结论：
　　 受当前本实验室的设备条件限制，损耗增量(△tgδ)无法有效地表征复合界面，在后续试验中作为表征复合界面的相对参考；硅烷类偶联剂与环氧粘合剂树脂的亲和作用很强(硅烷l体系呈膏状，无法使用；硅烷2体系在80℃下粘度η达到17963cp)，均不宜采用，螯合钛体系的粘度较适中（80℃下粘度η为1095cp）；偶联剂的加入促进了此体系固化反应；在加入α-Al?0?粉体后，复合材料的强度、韧性、耐热性、导热性在不同程度上都有所提高，特别是螯合钛体系，其冲击强度、弯曲强度、热变形温度、导热系数等均较优异，但硅烷2体系粘度太大，不宜使用；从介电性能数据看出偶联剂对有机——无机复合界面有所改善：粉体粒径大，树脂凝胶时间长；粉体粒径越大，整个树脂体系的粘度越小；随着粉体粒径增大，复合材料导热性提高，耐热性变化不入，但其力学性能均有所下降；本试验中选择的表面改性剂使环氧粘合剂树脂中的促进剂或固化剂有轻微的中毒，减缓了固化反应的速度；从试验数据可以看出表面改性剂对云母板中复杂的复合界面有所改善，但使材料的耐热性变差，此表面改性剂并非是最优选择，有待后续试验进一步筛选。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 高压大容量发电机主绝缘——云母带的组成

1.2.1 粘合剂

1.2.2 粉云母纸

1.2.3 玻璃布（补强材料）

1.2.4 无机填料

1.3 高导热多胶云母带有机——无机复合界面简述

1.4 高导热多胶云母带复合界面的改善措施

1.5 高导热多胶云母带复合界面表征方法简述

1.5.1 直接表征方法

1.5.2 间接表征方法

1.6 本课题的主要研究内容和创新点

第二章 介电法表征有机-无机复合界面的研究

2.1 试验意义

2.2 实验部分

2.2.1 原材料

2.2.2 实验仪器

2.2.3 胶片试样制备

2.2.4 介电性能测试

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 偶联剂种类对环氧粘合剂与粉体之间复合界面影响

3.1 试验意义

3.2 实验部分

3.2.1 原材料

3.2.2 实验仪器

3.2.3 试样制备

3.2.4 性给测试

3.3 结果与讨论

3.3.1 偶联剂种类对粘合剂外观的影响

3.3.2 偶联剂种类对粘合剂凝胶时间的影响

3.3.3 偶联剂种类对粘合剂80℃下粘度的影响

3.3.4 偶联剂种类对粘合剂弯曲性能的影响

3.3.5 偶联剂种类对粘合剂热变形温度影响

3.3.6 偶联剂种类对粘合剂导热性的影响

3.3.7 偶联剂种类对粘合剂冲击强度的影响

3.3.8 偶联剂种类对粘合剂介电性能的影响

3.4 本章小结

第四章 粉体粒径对粘合剂各项性能的影响

4.1 试验意义

4.2 实验部分

4.2.1 原材料

4.2.2 实验仪器

4.2.3 粉体形貌和粒径的表征

4.2.4 试样制备

4.2.5 性能测试

4.3 结果与讨论

4.3.1 粉体粒径对粘合剂凝胶时间的影响

4.3.2 粉体粒径对粘合剂78℃下粘度的影响

4.3.3 粉体粒径对粘合剂冲击强度的影响

4.3.4 粉体粒径对粘合剂弯曲性能的影响

4.3.5 粉体粒径对粘合剂热导率的影响

4.3.6 粉体粒径对粘合剂热变形温度的影响

4.4 本章小结

第五章 实验室模拟中试（手工刷制云母带、平板压机压制云母板）

5.1 试验意义

5.2 实验部分

5.2.1 原材料

5.2.2 实验仪器

5.2.3 试样制备工艺

5.2.4 性能测试

5.3 结果与讨论

5.3.1 表面改性剂对云母带外观、手感的影响

5.3.2 表面改性剂对云母带挤胶胶化时间的影响

5.3.3 表面改性剂对云母带拉伸强度的影响

5.3.4 表面改性剂对云母板弯曲性能的影响

5.3.5 表面改性剂对云母板冲击强度的影响

5.3.6 表面改性剂对云母板热导性的影响

5.3.7 表面改性剂对云母板介电性能的影响

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

个人简历