[發(fā)明專利]具有表面二維介電常數(shù)線性梯度分布的支柱絕緣子制作方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010465341.1 | 申請(qǐng)日： | 2020-05-28 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111599550A | 公開（公告）日： | 2020-08-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 杜伯學(xué);姚航;李進(jìn);梁虎成;陳允;冉昭玉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01B19/00 | 分類號(hào)： | H01B19/00;H01B19/04;B29C39/42;B29C35/02;B29C71/00;B29L31/34;B29K63/00 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 程小艷 |
| 地址： | 300072*** | 國(guó)省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 表面 二維 介電常數(shù) 線性 梯度 分布 支柱 絕緣子 制作方法 | ||
1.具有表面二維介電常數(shù)線性梯度分布的支柱絕緣子制作方法，其特征在于，柔性表面功能層為介電常數(shù)呈梯度分布的功能材料沉積層，建設(shè)方法為靜電紡絲構(gòu)筑法，該方法包括如下步驟:
1)制備環(huán)氧樹脂材料：
(1)將雙酚A型環(huán)氧樹脂基體、聚酰胺固化劑和氧化鋁按照100:38的配比混合，然后加入質(zhì)量為環(huán)氧樹脂基體質(zhì)量2.5-3.3倍的氧化鋁粉末，用玻璃棒攪拌均勻，得到環(huán)氧樹脂混合材料；
(2)電動(dòng)攪拌30-40分鐘、在-0.1MPa的真空度下真空脫泡一個(gè)小時(shí)；
(3)將步驟(2)中所得的環(huán)氧樹脂混合材料澆注至經(jīng)預(yù)熱處理內(nèi)壁涂有脫模劑的支柱絕緣子模具內(nèi)，進(jìn)行抽空處理；
2)采用階梯固化方法進(jìn)行處理，固化過程分為兩步：
(1)先將模具放入烤箱在130℃下進(jìn)行一次固化8小時(shí)，然后脫模；
(2)脫模后的產(chǎn)品放入烤箱在130℃下進(jìn)行二次固化8小時(shí)，冷卻后即可得到環(huán)氧樹脂支柱絕緣子試樣；
3)制備靜電紡絲前驅(qū)體溶液
(1)將PVA粉末以10wt％的濃度溶解在去離子水中，將BaTiO3粉末以10wt％比例分散在無水乙醇中；
(2)將步驟(1)中的PVA溶液與BaTiO3溶液以10:1和1:1的均勻混合，電機(jī)攪拌40-60分鐘，超聲震蕩2-3小時(shí)，溫度90℃，使BaTiO3粉末在PVA溶液里均勻分散；
(3)將經(jīng)過步驟(2)處理后的溶液置于真空箱中，常溫真空脫泡處理30-40min，除去PVA/BaTiO3溶液中的氣泡，靜置30min得到不同濃度BaTiO3含量的紡絲前驅(qū)體溶液；
4)對(duì)環(huán)氧樹脂支柱絕緣子進(jìn)行梯度設(shè)計(jì)：
(1)將其表面由內(nèi)向外分為五個(gè)緊密相連的環(huán)形，令環(huán)形的介電常數(shù)依次減小；
(2)將環(huán)氧樹脂支柱絕緣子放置于靜電紡絲設(shè)備內(nèi)，按照單調(diào)分布梯度在不同位置電紡不同濃度BaTiO3的靜電紡絲溶液得到二維梯度分布的支柱絕緣子；
5)靜電紡絲過程
(1)將前驅(qū)體溶液轉(zhuǎn)移到注射器中進(jìn)行靜電紡絲，向上排出針管內(nèi)多余氣體，注射器出口處連接塑料軟管，軟管另一端接金屬針頭；
(2)緩慢增加針頭處的電壓，針頭處混合液滴呈絲狀噴出，通過注射泵控制溶液流速；
(3)帶有BaTiO3的PVA絲狀粘稠溶液會(huì)定向噴涂纏繞在被沉積試樣表面，控制溶液的噴射速率，在圓臺(tái)絕緣子表面構(gòu)建介電常數(shù)梯度分布的功能材料層；
(4)電紡?fù)瓿芍螅瑢⒔^緣子置于80-90℃的真空烘箱中干燥10-12小時(shí)，最終在絕緣子的表面形成一層均勻、致密的PVA/BaTiO3功能梯度層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中分步驟(1)中高介電常數(shù)材料優(yōu)選粒徑為10nm以下的納米BaTiO3粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中分步驟(3)中不同濃度BaTiO3溶液至少兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中分步驟(2)中按照單調(diào)分布梯度在不同位置濺射時(shí)間優(yōu)選范圍為30-60分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5)中分步驟(2)中紡絲過程中的射頻電壓優(yōu)選范圍為7-10kV，距離為7-10cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5)中分步驟(2)中紡絲過程中的紡絲溶液流速優(yōu)選為0.5-2ml/h。
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