鈦酸銅鈣-氮化硼摻雜EPDM復合介質的電學和力學性能研究

編號：CYYJ02351

篇名：鈦酸銅鈣-氮化硼摻雜EPDM復合介質的電學和力學性能研究

作者：遲慶國 楊蒙 張?zhí)鞐?張昌海 陳慶國

關鍵詞： 三元乙丙橡膠 電纜附件 非線性電導率 擊穿場強 力學性能

機構： 哈爾濱理工大學工程電介質及其應用教育部重點試驗室

摘要： 非線性電導材料的應用是解決高壓直流電纜附件內部電場集中問題的一種有效方案。因此,通過摻雜鈦酸銅鈣(calcium copper titanate,CCTO)納米填料對三元乙丙橡膠(ethylene-propylene-diene monomer,EPDM)進行改性,在較低的摻雜體積分數(2%CCTO)下,復合介質展現出較好的非線性電導率;當摻雜10%CCTO時,非線性系數可達到5.40。但同時發(fā)現,高摻雜含量復合介質的擊穿場強劣化嚴重�；�于此,選擇具有良好絕緣及導熱特性的六方氮化硼(boronnitride,BN)與CCTO共同摻雜至EPDM中,研究發(fā)現,共摻雜復合介質的擊穿場強有明顯改善,φ=10%CCTO/ω=9%BN/EPDM的特征擊穿場強為90.1 kV/mm(φ為體積分數,ω為質量分數),相比10%CCTO/EPDM(66.3 kV/mm)提高了35.9%,此時,共摻雜復合介質仍然表現出明顯的非線性電導特征。此外,探討了溫度對復合介質非線性電導和擊穿特性的影響,并對摻雜復合介質的力學性能進行測試分析,研究發(fā)現,2種無機填料的摻雜對EPDM力學性能的改善效果較為顯著,隨著CCTO摻雜含量增加,復合介質的拉伸強度以及斷裂伸長率逐漸增加。