作者:宋檢 時間:2022-11-30 來源:互聯網
近日,青島科技大學材料科學與工程學院雷清泉院士團隊在絕緣納米結構材料領域取得突破性進展。提出了一種新型超電絕緣體結構原型——維氧化鋁納元胞,此研究在國內外均屬首次。
絕緣電介質在電氣與信息工程領域具有重要地位,涉及航空航天航海特別是特高壓、高鐵與大功率儲能電器等。絕緣電介質現有的絕緣類型從工程應用方面存在絕緣工作場不強、耐壓等級較低和平均工作壽命較短等諸多弊端,遠遠不能滿足工程實際需要。
雷清泉指出,基于納米結構材料的納米電介質工程將是**絕緣品質大幅度改善的必由之路。雷清泉院士研究團隊的成果突破了傳統的理論與材料制備技術的限制,在概念與材料結構上取得了超前的突破性進展。根據基礎電介質理論,結合固體擊穿及氣體電子雪崩理論,提出的新型超電絕緣體結構原型——一維氧化鋁納元胞。通過實驗證明采用該結構的Al2O3納孔模板的耐電強度較純空隙有2-5倍的顯著提高(考慮不均勻系數,則有2-3個數量級的提高)。研究結果表明,在納米尺度下納元胞的橫向尺寸對電子運動有明顯的調控或限制作用。基于此研究,未來有望將材料的擊穿場強提高10倍以上,具有重大的工程價值。
該研究提出了絕緣電介質從宏觀過渡到介觀性能研究、從傳統制造過渡到納結構化高性能絕緣電介質材料制造的新思路,對傳統電介質擊穿理論、材料結構形態研究及制造工藝將會產生根本性變革,對現代高端電纜制造業及特/超高壓輸變電領域具有重要的意義和潛在的價值。
雷清泉團隊“一種超電絕緣體原型-1D氣-固氧化鋁納元胞”研究是一項顛覆傳統觀念的研究,該研究成果發表在納米能源材料領域的**學術刊物《Nano Energy》上。
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