Conception et caractérisation de nano-composites polyoléfine/argile pour des applications diélectriques

纳米复合材料多元醇/白银在电介质应用中的概念和表征

• 批准号: RGPIN-2014-04453
• 负责人: David, Eric
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: École de technologie supérieure
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2018-01-01 至 2019-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=648710
• 关键词: Conception; et; caract; risation; de

Les polyoléfines comme le polyéthylène et le polypropylène sont utilisés depuis des décennies comme mur isolant pour des applications en électrotechnique dans les câbles de puissance et les condensateurs. Ces matériaux ont plusieurs avantages, comme leur faible coût, leur facilité de mise en forme ainsi que la possibilité de les réticuler afin d'améliorer leur propriétés thermomécaniques. Sous des champs électriques relativement faibles, typiquement de quelques kV/mm comme dans les câbles souterrains de distribution, le système d'isolation au polyéthylène réticulé chimiquement s'est avéré efficace et fiable à travers les années. Toutefois, les changements en cours et à venir dans les grands réseaux électriques nous amènent à revoir la conception des systèmes d'isolation pour les câbles de puissance. En effet, d'une part les champs électriques auxquels seront exposés les matériaux diélectriques sont appelés à augmenter considérablement avec l'avènement des câbles de transport très haute tension, et d'autre part l'utilisation de plus en plus fréquente de lignes à tension continue entraîne de nouvelles contraintes et exige de nouvelles propriétés pour les systèmes d'isolation. Le polyéthylène réticulé chimiquement étant relativement peu tolérant aux défauts (qui entraînent assez rapidement une défaillance suite à une dégradation arborescente), il est à prévoir qu'il ne sera pas assez fiable pour des niveaux de champ électrique de l'ordre de 25 kV/mm. De plus, sous une tension continue, le mécanisme d'injection de charges à l'intérieur du diélectrique modifie la distribution du champ électrique menant à des champs suffisamment élevés pour provoquer des ruptures diélectriques dans le mur isolant. Il y a donc un intérêt et une pertinence importante à rechercher des systèmes d'isolation plus performants pour les applications du futur. Une des possibilités les plus prometteuses est l'utilisation de systèmes composites pour lesquels la phase minoritaire est dispersée à l'échelle nanométrique. Cette nouvelle classe de matériaux, les nano-composites pour des applications diélectriques, fait l'objet d'une activité de recherche intense depuis les vingt dernières années. A titre d'exemple, les résultats préliminaires obtenus pour des composites polyéthylène/nano-argile ont démontré leurs propriétés diélectriques supérieures en comparaison avec la matrice seule. Cette proposition de recherche se propose de conduire une investigation complète sur les propriétés diélectriques des composites polyéthylène/nano-argile et polypropylène/nano-argile ainsi que d'optimiser la conception de ces composites pour des applications diélectriques comme mur isolant dans les câbles de puissance et dans les condensateurs de puissance. Plusieurs éléments restent encore inexpliqués : la réponse diélectrique très particulière de ces matériaux, les mécanismes menant à une augmentation de la rigidité diélectrique, ainsi que l'optimisation de la composition et de la microstructure de ces matériaux. Cette proposition vise à optimiser la conception de ces matériaux pour des applications en électrotechnique et à comprendre les mécanismes de conduction et de relaxation diélectrique afin de permettre de faire la conception sur mesure d'un matériau nano structuré pour une application donnée en electrotechnique. Les matériaux diélectriques solides jouent un grand rôle dans l'élaboration de structures, d'appareillage et de fonctions électrotechniques. Ils sont essentiels. De plus, une forte corrélation existe entre la fiabilité des matériaux diélectriques et la fiabilité et durabilité des appareils et équipements dans lesquels ils sont utilisés.

聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃可在电力和冷凝电缆的电气技术应用中使用。这些材料具有额外的优势，可以为您提供便利、方便的管理方式，从而为您提供热机械性能的可能性。电源相关的故障，典型的 kV/mm 电缆与配电电缆的通信，聚乙烯网线隔离系统的化学特性最有效和可靠，历经多年。不过，我们将在今天的大型电力线路中进行一些更改，并回顾一下强力电缆隔离系统的概念。实际上，部分电力冠军赛隆特揭露了一些材料介电材料的应用，并考虑增强了高张力运输电缆的使用，以及其他部分的利用以及紧张继续的频率夹带 隔离系统的新的限制和限制。 Le Polyéthylène réticulé chimiquement étant relativement peu tolérant aux défauts (qui entraînent assez rapidement une défaillance suite à une degradation arborescente), il est à prévoir qu'il ne sera passez fiable pour des niveaux de champ électrique de l'ordre 德 25 kV/mm。此外，紧张局势仍在继续，注入电荷的机制将改变电力分配的内部结构，并在隔离期间引发电力破裂。这是研究隔离系统和未来应用性能的重要内容。复合材料系统的利用可能会导致少数相分散，从而导致纳米级分散。新的材料类别，用于介电应用的纳米复合材料，是近年研究的热点对象。一个例子，聚乙烯/纳米银复合材料的初步结果，在与母体进行比较时，显示了超级介电常数。该研究提案提出了对聚乙烯/纳米银复合材料的介电特性进行完整的研究，以优化复合材料在绝缘电缆上的应用的概念 强力和强力冷凝器。额外的元素还包括一些不明确的内容：对材料的特殊介电响应、对介电刚性的增强、对材料成分和微观结构的优化。该命题旨在优化电气技术应用中的材料概念，并理解传导和松弛介电的机械原理以及在电气技术中应用的材料纳米结构测量的概念。固体材料在结构、设备和功能电气技术的精心制作中发挥着重要作用。这很重要。此外，在使用过程中，介电材料的不稳定性与服装和设备的不稳定性和耐用性之间存在着强有力的相关性。