盆式绝缘子环氧树脂/碳纳米管复合材料的分子动力学模拟

作者：韩智云; 邹亮; 季笑庆; 黄旭炜; 李庆民; 赵彤

来源：高压电器, 2018, 54(05): 49-55.

DOI：10.13296/j.1001-1609.hva.2018.05.008

• 盆式绝缘子
• 环氧树脂
• 碳纳米管
• 分子动力学
• 力学性能
• 热导率

盆式绝缘子综合性能的提高通常难以兼顾,文中基于分子动力学模拟,通过纳米掺杂辅助设计出符合要求的复合材料,进而提高其热学和力学性能。首先,通过分子模拟软件建立环氧树脂及掺杂了3种碳纳米管(未封端、半封端、全封端)的环氧树脂复合材料模型,将其导入到LAMMPS进行计算。其次,基于Reax FF对其做密度优化,得到符合实际的合理空间结构。然后,采用静态常应变法计算了该4种模型的力学性能,采用非平衡态分子动力学方法获取4种模型的热导率。结果表明:掺杂全封端的碳纳米管使复合材料的力学性能提升26.5%,热导率提升5%;掺杂未封端的碳纳米管分别提升了8.7%和17.8%;掺杂半封端则分别是1.5%和0.2%。考虑到盆式绝缘子对热性能有着更高的需求,认为选用对热导率提高更明显的未封端碳纳米管作为掺杂颗粒更符合工程实际。

• 单位
  国网山东省电力公司烟台供电公司; 高电压与电磁兼容北京市重点实验室; 山东大学; 华北电力大学