Study of the properties of electrical insulation paper with nanofillers

Работа связана с начальным исследованием свойств электроизоляционной бумаги из бактериальной целлюлозы с нанонаполнителями. Проанализированы стадии развития электрического пробоя ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð¾Ð·Ð¸Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¼Ð°Ñ‚ÐµÑ€Ð¸Ð°Ð»Ð¾Ð² с диоксидом кремния. Сопоставлены величины электрической прочности композитов с разной концентрацией наночастиц и стандартной бумаги К-120. Исследована морфология ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð¾Ð·Ð¸Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð¸ÑÐ»ÐµÐºÑ‚Ñ€Ð¸ÐºÐ¾Ð². Построены гистограммы распределения по размеру волокон, пор и кластеров наночастиц для композитов разного состава. Обращено внимание на неоднородное распределение нанонаполнителя по Ð¿Ð¾Ð²ÐµÑ€Ñ Ð½Ð¾ÑÑ‚Ð¸ материалов. Замечено, что электрический пробой материалов из бактериальной целлюлозы сопровождается длительной фазой присутствия стримеров и микроразрядов. Получено преимущество по показателю электрической прочности в 3-5 раз для ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð¾Ð·Ð¸Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð¼Ð°Ñ‚ÐµÑ€Ð¸Ð°Ð»Ð¾Ð² в сравнении с традиционной электроизоляционной бумагой. Выдвинуты предположения о влиянии наночастиц на динамику пробоя. Рекомендовано устранение неравномерности распределения наночастиц в бактериальной целлюлозе.
Thesis concerns the study of the novel, made of nanofilled bacterial cellulose, electrical insulation paper’s features. The electrical breakdown development stages for composites filled with nanosilica has been analyzed. The electrical strength parameters of the composites with different nanoparticles weight content and standard electrical insulation paper K-120 has been compared. The composites morphology has been studied with scanning electron microscope. The bar graphs of the fibers, pores and nanoparticle clusters size distribution of the different composite samples has been built up. The heterogeneity of the nano fillers distribution on the material’s surface is noted. It is shown that the composites made of bacterial cellulose significantly longer resists the micro-discharges and streamers presence. The increased electrical strength of the composites, up to 3-5 times bigger than traditional electrical insulation paper, is obtained. The hypothesis about nanosilica impact on electrical breakdown dynamic are given. A nanoparticles distribution and dispersion methods are recommended consider to during the further researches will be concerned with bacterial cellulose nanofilled composites.