《微納米環氧樹脂體系耐電侵蝕機理的研究》是依託上海交通大學，由李喆擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微納米環氧樹脂體系耐電侵蝕機理的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李喆
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於電力電子器件日益小型化的要求，提出採用更易加工並且價格便宜的環氧樹脂替代陶瓷材料作為基板絕緣。通過分步混合方法在環氧樹脂中摻入具有高熱導係數的無機微米顆粒提高聚合物的熱導係數。電力電子器件絕緣材料要求具有優異的耐局部放電和電暈侵蝕特性，微米和納米無機顆粒具有提高環氧樹脂耐電侵蝕的作用。通過預先對無機顆粒進行表面處理，再添加到環氧樹脂當中製備成複合材料將可以改善無機顆粒與環氧樹脂之間的界面，更進一步提高耐電侵蝕。通過棒板電極測量複合材料的耐電暈放電侵蝕能力，並採用刻蝕的方法製備試樣的電極，模擬電力電子器件絕緣結構，研究複合材料耐局部放電侵蝕能力，探索微、納米無機顆粒在複合材料當中抑制電樹生長的作用。提出通過添加微、納米無機顆粒製備環氧樹脂微納米複合材料替代陶瓷作為電力電子器件絕緣材料的可行性。
結題摘要
本基金研究過程中完成了五項實驗研究：1、製備微、納米氧化鋁顆粒/環氧樹脂複合材料，通過三輥研磨機對複合材料進行分散，獲得了均勻分散的複合材料試樣；2、採用通過分析熱傳導方程的雷射脈衝法的LFA447裝置來測量複合材料熱導率；3、通過球球電極對複合材料進行短時擊穿實驗，測量其擊穿強度；4、通過棒板電極對複合材料進行表面侵蝕實驗，採用交流高壓進行電暈放電，測量試樣表面的電侵蝕深度；5、通過針板電極對複合材料進行電樹老化實驗，觀察電樹生長情況，記錄複合材料由電樹引發的擊穿電壓並比較研究無機顆粒對電樹生長的抑制作用。完成上述實驗，發表一篇、投稿一篇IEEE Trans. DEI雜誌文章；一篇《絕緣材料》雜誌文章；發表一篇、投稿一篇《電工技術學報》雜誌文章；國際會議文章4篇，出席國際會議三次。培養碩士生一名，輔助培養碩士生一名，本科生五名。研究發現微、納米氧化鋁無機顆粒在環氧樹脂中具有耐點侵蝕作用，在短時擊穿和長時間電老化中的作用存在不同的機理。氧化鋁顆粒的添加為環氧樹脂替代陶瓷材料作為IGBT的基板絕緣提供了可行性，熱導率和絕緣性能之間的矛盾將作為今後重點研究解決的方面，以期達到高導熱率複合材料仍保持著足夠高的電氣絕緣性能。
