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納米濃度和表面處理對MgO/PP擊穿和介電譜的影響

來源：電工電氣發布時間：2024-11-04 10:04 瀏覽次數：391

納米濃度和表面處理對MgO/PP擊穿和介電譜的影響

操衛康，徐欣，鄭勇

(國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司，江蘇蘇州 215004)

摘要：為研究聚丙烯(PP)的絕緣特性，將經過表面處理和未經過表面處理的不同質量分數納米氧化鎂(MgO)加入PP中，組成納米MgO/PP復合材料。觀察復合材料的微觀結構，并對其分別進行交流擊穿實驗和介電譜測試。透射電子顯微鏡(TEM)實驗觀察到，納米MgO在PP基體中分散均勻，未經表面處理的粒子出現部分團聚現象；擊穿實驗表明，在研究范圍內，納米MgO的添加能提高MgO/PP復合材料的交流擊穿場強，且擊穿場強隨著所填充納米MgO質量分數的增加而提高，納米顆粒的表面處理過程也能提升相應組分的擊穿場強；常溫下的寬頻介電譜實驗顯示，納米填充物的加入能降低相對介電常數，其中經過表面處理的納米MgO/PP復合材料降低幅度更大；介電溫譜圖顯示，在較低溫度(＜60 ℃) 下，PP和納米MgO/PP復合材料的相對介電常數會隨溫度上升呈而增加，同時納米MgO/PP相對介電常數低于純PP。

關鍵詞： 聚丙烯；納米MgO ；絕緣特性；介電常數；交流擊穿場強；寬頻介電譜；介電溫譜

中圖分類號：TM215 ；TM247 文獻標識碼：B 文章編號：1007-3175(2024)10-0061-06

Influence of Nano Concentration and Surface Treatment on

Breakdown and Dielectric Spectroscopy in MgO/PP

CAO Wei-kang, XU Xin, ZHENG Yong

（Suzhou Power Supply Company of State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd, Suzhou 215004, China）

Abstract: In order to study the insulation characteristics of polypropylene (PP), different mass fractions of surface treated and non-surface treated nano-magnesia (MgO) were added to PP to form nano-MgO /PP composites. The microstructure of the composite was observed, and the AC breakdown experiment and dielectric spectrum test were carried out respectively. Transmission electron microscope (TEM) experiments observed that nano-MgO was uniformly dispersed in the PP matrix, while some agglomeration occurred in the particles that were not surface treated. The breakdown experiments showed that within the study range, the addition of nano-MgO enhanced the AC breakdown field strength of the MgO/PP composites, and the breakdown field strength increased with the increase in the mass fraction of nano-MgO filler.Additionally, the surface treatment process of the nanoparticles also improved the breakdown field strength of the corresponding components.The broadband dielectric spectroscopy experiments conducted at room temperature revealed that the incorporation of nano-fillers reduced the relative dielectric constant, with a larger reduction observed in the surface-treated nano-MgO/PP composites. The dielectric temperature spectrum showed that at lower temperatures (<60 °C), the relative dielectric constant of both PP and nano-MgO/PP composites increased with rising temperature, while the relative dielectric constant of nano-MgO/PP was lower than that of pure PP.

Key words: polypropylene; nano-MgO; insulation characteristic; dielectric constant; AC breakdown field strength; broadband dielectric spectroscopy; dielectric temperature spectrum

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