論述新型絕緣納米電介質(zhì)材料的工程應(yīng)用論文
論述新型絕緣納米電介質(zhì)材料的工程應(yīng)用論文
金屬/電介質(zhì)顆粒復(fù)合體系的光學(xué)性質(zhì),因其豐富的物理內(nèi)涵有著重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景,而成為理論和實(shí)驗(yàn)研究的熱點(diǎn),備受學(xué)術(shù)界的關(guān)注。金屬/電介質(zhì)復(fù)合體系既能保持各組分材料性能的優(yōu)點(diǎn),又具有了單一組分材料所不具備的性能,是一種優(yōu)良的人工調(diào)制功能材料。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的：論述新型絕緣納米電介質(zhì)材料的工程應(yīng)用相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
論述新型絕緣納米電介質(zhì)材料的工程應(yīng)用全文如下：
【摘要】：本文通過納米科技與新型納米材料在電網(wǎng)建設(shè)、精細(xì)化工、醫(yī)藥方面的應(yīng)用總結(jié),綜述了納米技術(shù)在不同科技領(lǐng)域帶來的創(chuàng)新與技術(shù)突破。展望了納米技術(shù)以及高性能復(fù)合絕緣材料的工程應(yīng)用進(jìn)展。
【關(guān)鍵詞】： 納米技術(shù) 高性能 特高壓電網(wǎng) 工程應(yīng)用
1.納米材料在特高壓電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用
近年來，建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)能夠大幅度提升我國電網(wǎng)的輸送能力、降低長(zhǎng)距離電力輸送損耗，對(duì)于國家能源戰(zhàn)略實(shí)施、電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行及國家安全具有重大意義。目前，我國在直流特高壓絕緣材料研發(fā)和制造方面與區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的格局已初步實(shí)現(xiàn)。隨著電壓等級(jí)不斷提高，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐步擴(kuò)大，各大區(qū)域電發(fā)展直流特高壓對(duì)絕緣材料性能要求極高。
目前電網(wǎng)公司推進(jìn)的“一特四大”電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略是以關(guān)鍵設(shè)備的絕緣水平為依托。由于特高壓電網(wǎng)中核心設(shè)備主要是環(huán)氧樹脂基材料，建設(shè)由1000kV交流和±800kV直流構(gòu)成的電網(wǎng)絕緣與防護(hù)難以滿足當(dāng)前要求。絕緣子傘裙材料與環(huán)氧樹脂基芯棒界面黏接力差，效率大大提高，而且穿墻套管同樣也面臨絕緣等級(jí)不足的問題。此外，外部環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致普通絕緣材料的開膠破壞并導(dǎo)致芯棒的老化脆斷，也即所謂的“薄絕緣”。目前，采用的新型復(fù)合材料除了具有普通復(fù)合材料的特點(diǎn)外，還具有如下優(yōu)勢(shì):(1)顯著的協(xié)同效應(yīng)：可綜合發(fā)揮各部分絕緣部件的協(xié)同效能，這是其中任何一種材料都不具備的; (2)性能可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，可針對(duì)納米復(fù)合材料的性能需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。
根據(jù)固體電介質(zhì)的碰撞理論，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，固體導(dǎo)帶中的電子會(huì)在運(yùn)動(dòng)時(shí)與晶格發(fā)生碰撞，電子的動(dòng)能不斷增大進(jìn)而因碰撞電離出更多的自由電子，導(dǎo)致電子定向移動(dòng)加劇，電阻率下降。納米顆粒具有庫侖阻塞效應(yīng)，能夠構(gòu)造能壘限制電荷在環(huán)氧樹脂中的傳輸。同時(shí)，納米顆粒獨(dú)有的界面作用會(huì)分散自由電子流，增大電荷遷移的途徑，電荷的耗散促使環(huán)氧樹脂電導(dǎo)率下降，相應(yīng)電阻率得到改善。納米顆粒與環(huán)氧樹脂分子鏈的交聯(lián)不是分子間鍵橋，因此能夠提高絕緣材料的擊穿強(qiáng)度。
2.納米技術(shù)在精細(xì)化工方面的應(yīng)用
精細(xì)化工產(chǎn)品具有用途廣泛，數(shù)量繁多的特點(diǎn)，并且對(duì)人類生活的各個(gè)方面產(chǎn)生影響，是一個(gè)巨大的工業(yè)領(lǐng)域。具有一定優(yōu)越性的納米材料為精細(xì)化工的發(fā)展創(chuàng)造了重大機(jī)遇。納米材料在塑料、橡膠、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，都能發(fā)揮著舉足輕重的作用。例如，將納米SiO2加入橡膠中，可以提高橡膠的紅外反射和抗紫外輻射能力;在塑料中添加一定量的新型納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度、韌性、防水性和致密性。納米Al2O3和SiO2納米顆粒加入到橡膠中，可以使橡膠的介電特性和耐磨性有所提高，而其彈性也比用白炭黑作填料的橡膠有明顯的提升。國外為使粘合劑和密封膠的粘合性和密封性大幅度提高，已將納米SiO2作為添加劑加入其中。將A12O3加入到有機(jī)玻璃中，不僅還會(huì)提高玻璃的高溫沖擊韌性，而且不影響玻璃的透明度;由于可以使有機(jī)玻璃抗紫外線輻射，加入經(jīng)過表面修飾處理的SiO2，可達(dá)到抗老化的目的。一定粒度的銳鈦礦型TiO2質(zhì)地細(xì)膩，無毒無臭，而且具有優(yōu)良的紫外線屏蔽性能，在化妝品中添加TiO2，可以提高化妝品的使用效果。塑料、涂料、人造纖維等行業(yè)中也可以應(yīng)用到超細(xì)TiO2。
納米TiO2具有適用性廣泛，除凈度高，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的光化學(xué)活性，大量吸收太陽光中的紫外線，可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物，在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。最近又開發(fā)了高檔汽車面漆用的珠光鈦白及用于食品包裝的TiO2。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，除了在處理工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢料中作為催化劑的納米材料外，還將出現(xiàn)一種具有獨(dú)特功能的納米膜。這種納米膜能夠消除污染。其原理是探測(cè)到會(huì)造成污染的生物制劑和化學(xué)制劑后，對(duì)這些制劑進(jìn)行過濾以達(dá)到消除污染的目的。
3.納米技術(shù)在醫(yī)藥方面的應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì)后，人們對(duì)藥物的需求越來越高，健康科學(xué)將以出入意料的速度向前發(fā)展?？刂扑幬镝尫?、發(fā)展藥物定向治療、提高藥效、減少副作用，已提到研究日程上來。納米粒子將給藥物在人體內(nèi)的傳輸提供了諸多的便利。憑借納米粒子的尺寸小，可在血管中進(jìn)行自由流動(dòng)的特點(diǎn)，其可以用來檢查和治療身體各個(gè)部位的病變。只需要檢測(cè)少量血液樣品，通過血樣中的蛋白質(zhì)和DNA，新型納米技術(shù)診斷儀器就能診斷出人體的各種疾病;用多層構(gòu)架的納米粒子包裹的智能藥物，在進(jìn)入人體后可主動(dòng)進(jìn)行搜索“任務(wù)”，并攻擊癌細(xì)胞，同時(shí)具有修補(bǔ)人體內(nèi)的損傷組織的重要功能。
美國麻省理工學(xué)院(MIT)已制備出靶定向藥物，該藥物是以納米磁性材料作為藥物載體，在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場(chǎng)導(dǎo)航輸送到病變部位，然后釋放藥物，該項(xiàng)技術(shù)也被稱為“定向?qū)?rdquo;。與此同時(shí)，科學(xué)家們對(duì)納米微粒在臨床醫(yī)療以及放射性治療等方面的應(yīng)用也進(jìn)行了大量的研究。據(jù)《人民日?qǐng)?bào)》報(bào)道，我國在納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上獲得了突破性成功。長(zhǎng)效廣譜抗菌棉，就是南京?？萍瘓F(tuán)利用納米銀技術(shù)研制生產(chǎn)出的醫(yī)用敷料。通過納米技術(shù)將銀制成尺寸在納米級(jí)的超細(xì)小微粒，然后使之附著在棉織物上這一原理，使得抗菌棉的生產(chǎn)成為了現(xiàn)實(shí)。通過納米技術(shù)處理后的銀表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，表面急劇增大，加之銀具有加速傷口愈合和預(yù)防潰爛的作用，對(duì)臨床常見的外科感染細(xì)菌都有較好的抑制作用，其殺菌能力可提高200倍左右。
4、結(jié)束語
21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代。納米科學(xué)主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等，是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)。各個(gè)領(lǐng)域均涉及納米材料的應(yīng)用，納米材料在電氣工程、機(jī)械、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題將有可能由于納米技術(shù)的誕生而得到徹底的解決，將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。通過在傳統(tǒng)產(chǎn)品中應(yīng)用納米材料技術(shù)的改性，發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品，增加其高科技含量，目前已獲得一定的成效，具備了形成21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)。
21世紀(jì)初期，科學(xué)家們的主要任務(wù)是根據(jù)納米材料各種獨(dú)特的物理、化學(xué)特性，設(shè)計(jì)出各種新型的納米材料和納米器件?？梢?，納米材料將發(fā)揮舉足輕重的作用，作為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的新星出現(xiàn)在能源與信息等各個(gè)領(lǐng)域。
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