BTO纳米纤维及其等离子体氟化对EP复合材料表面绝缘特性的影响

作者：谢庆; 段祺君; 邵帅; 焦羽丰; 阴凯; 田浩

来源：中国电机工程学报, 2020, 40(12): 4051-4063.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.191680

• BTO纳米纤维
• 环氧树脂
• 等离子体氟化
• 闪络电压
• 空间电荷

环氧树脂的纳米改性是提升其复合材料表面绝缘强度的重要手段。该文采用静电纺丝法制备钛酸钡(barium titanate,BTO)纳米纤维,并对其进行等离子体氟化处理,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)与傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)等手段表征填料氟化改性效果。将氟化前后的2种纳米纤维掺杂在环氧树脂复合材料中,并通过实验研究氟化改性与填料质量分数对其闪络电压与电荷消散速率的影响。结果表明,等离子体氟化改性后的填料在低浓度时能有效提高复合材料的闪络电压,质量分数为2%时材料的闪络电压比纯环氧树脂提高了23.58%;同时,氟化后的复合材料电荷消散速率均高于氟化前。最后,结合材料表面陷阱分布特性解释机理,认为BTO掺杂与填料氟化能提高材料浅陷阱密度,含氟基团对二次电子发射有一定的抑制作用,从而能有效提高环氧树脂(epoxy resin,EP)沿面闪络电压。

• 单位
  华北电力大学; 新能源电力系统国家重点实验室; 平高集团有限公司