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二甲基硅油应用于复合锂基绝缘脂中的分析简介
来源:当代化工 作者:强力化工 发布时间:2022-10-25 11:50 阅读次数:326

    以二甲基硅油为基础油,绝缘粉体氮化铝为添加剂制备复合锂基润滑脂.利用导热系数测定仪和体积电阻率测定仪测量润滑脂的导热性能与绝缘性能。利用往复摩擦磨损试验机考察润滑脂在电场条件下的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对磨损形貌以及磨损表面化学元素组成进行分析。结果表明,绝缘脂的体积电阻率越大、导热系数越高,摩擦系数越小越平稳,其减摩抗磨机理可归因于导热性能与绝缘性能协同减轻了电弧对摩擦面的侵蚀。


随着微电子技术的不断发展,电子器件向高功率和高集成度发展,而绝缘性能是制约其使用寿命的关键因素之。近年来,针对LEDCPU等功率密集型电子器件,研究人员开发高导热绝缘陶瓷粉体(如氮化硅、氮化铝和氧化铝等)与硅油混合,制备高导热硅脂。除此之外,输电线架设在户外,受自然环境影响,输电线路接触区易被氧化/腐蚀,带电区域会因此产生电火花,易造成电极间接触不良,电阻热将导致局部过大温升,严重时甚至引发火灾。同时在风的作用下,导线容易发生摆动,带电接触区产生微动磨损,更容易造成严重的电弧侵蚀现象。基于此,制备高导热绝缘润滑脂是保证高压输电线正常工作的前提。

绝缘脂的体积电阻率随氮化铝质量分数的变化情况,绝缘脂的体积电阻率随着氮化铝质量分数增大而增大。在氮化铝含量为80%时绝缘脂的体积电阻率取得最大值。因为大量的绝缘氮化铝颗粒在润滑脂中形成绝缘网络,阻止了电子在润滑脂内部的传递。

   不同氮化铝质量填充分数下绝缘脂热导率,硅脂的热导率随着氮化铝含量的增加而增加,当氮化铝含量小于20%时,绝缘脂的热导率增加缓慢;而当氮化铝含量大于40%时,绝缘脂的热导率有大幅度提升,这是由于当填料含量较小时,不规则地分散在体系中,大部分不相接触,填料之间的热量传递较少,因而填充量对绝缘脂的导热系数影响不大;但当填料含量增加到一定程度时,填料之间开始相互接触并在绝缘脂中形成类似网状或链状的导热网络,此

时绝缘脂的热导率得到大幅度提。当氮化铝质量分数达到80%时,绝缘脂的导热系数最大。

绝缘脂的摩擦磨损性能,绝缘脂润滑下的摩擦系数随时间的变化规律。基础脂润滑下的摩擦系数变化极为不平稳,这是由于绝缘性能差,在摩擦的过程中导致两电极之间接触恶化,从而导致摩擦系数增大。

电极之间接触不良会出现电弧放电现象,电弧的侵蚀加重了磨损面的磨损,导致摩擦系数增大。加入氮化铝后,绝缘脂脂的绝缘性能得到提高,摩擦系数相比基础脂的更小更平稳;此外,绝缘脂优异的导热性能能将摩擦过程中产生的焦耳热及时传递到空气中,减轻了电弧对摩擦表面的侵蚀,因而摩擦系数也更低更平稳。

氮化铝能提高复合锂基绝缘脂的导热性能与绝缘性能。导热性能和绝缘性能优异的复合锂基绝缘脂在载流条件下表现出了优异的摩擦学性能,主要得益于绝缘粉体氮化铝在摩擦的过程沉积在磨损表面形成一层绝缘性能良好的隔离层,保证了摩擦接触区两电极接触良好;同时,绝缘脂优异的导热性能还能将摩擦区产生的热量及时传递到空气中,减轻了黏着磨损。


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