紙能包住火，還能抗電擊！近日，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授王建鋒開(kāi)發(fā)出一種高端云母基納米紙材料，讓一張薄紙片可以抗超強(qiáng)電擊，可以耐高溫，這種材料能廣泛應(yīng)用于高壓絕緣領(lǐng)域，有望打破國(guó)內(nèi)高端絕緣材料嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口的局面。
采用溶膠-凝膠-薄膜轉(zhuǎn)換技術(shù)制備大面積云母基納米紙的過(guò)程示意圖
絕緣材料被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。無(wú)論是風(fēng)扇、電視機(jī)，還是飛機(jī)、高鐵，都需要電絕緣組件。然而隨著電動(dòng)機(jī)、變壓器等電力設(shè)備向著大功率、小體積快速發(fā)展，對(duì)云母紙、芳綸紙這種常用的電絕緣組件的耐高電壓擊穿能力、耐熱性等性能提出了日益苛刻的要求。
王建鋒以芳綸微米纖維和云母為原材料，將原本頭發(fā)絲粗細(xì)的芳綸微米纖維和云母剝離分散成納米纖維和納米片，再通過(guò)溶膠—凝膠—薄膜轉(zhuǎn)換技術(shù)復(fù)合，大面積制備出云母基納米紙，實(shí)現(xiàn)了超大的應(yīng)變和超高的韌性，并可抵抗超強(qiáng)電壓而不被擊穿，可耐高溫。其斷裂應(yīng)變能力是目前文獻(xiàn)報(bào)道的所有仿貝殼薄膜材料的4—240倍，其韌性是目前文獻(xiàn)報(bào)道的所有仿貝殼薄膜材料的6—220倍，高電擊穿強(qiáng)度每毫米達(dá)164kV，熱分解溫度達(dá)565℃，性能大大超過(guò)了國(guó)外的各種云母基絕緣材料。
為使得這種云母基納米紙材料工業(yè)化生產(chǎn)成為可能，王建鋒還自行設(shè)計(jì)加工了一套裝置，可連續(xù)化制備出云母基納米帶。該裝置主要由注射系統(tǒng)、口模、水槽和傳送帶組成，使得溶膠—凝膠—薄膜轉(zhuǎn)換技術(shù)可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
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