CN214937151U - 一种非线性电导结构和绝缘体 - Google Patents

Abstract

本实用新型展示一种非线性电导结构，包括硅橡胶基体和填充在硅橡胶基体内的填充物，所述填充物均匀分布在硅橡胶基体内，所述填充物为四针状氧化锌晶须，所述四针状氧化锌晶须为三维四针状立体结构，包括核心和从核心径向方向伸展的4根针状晶体，所述填充物的体积分数超过5vol％即可达到所述硅橡胶基体的逾渗阈值。本实用新型的优点在于，采用上述结构可以降低填充物的比例，改善硅橡胶基体的机械强度。本实用新型还展示了一种绝缘体。

Description

一种非线性电导结构和绝缘体

【技术领域】

本实用新型涉及一种非线性电导结构和绝缘体，属于电力设备技术领域。

【背景技术】

高低压电力系统中，存在很多电场分布不均匀的位置，如电缆终端、电缆连接头、穿墙套管法兰、绝缘子等，通常在场强集中位置安装具有半导电特性材料制成的压控管、应力锥等结构进行均匀场强。相比于半导电材料，非线性电导材料对场强均匀的效果更为显著。通过向聚合物中添加压敏陶瓷粉体可以得到具有非线性特性的复合材料，氧化锌压敏陶瓷粉体复合物因为具有更好的非线性系数，因此在众多非线性电导复合物材料中均匀场强效果最好。根据不同应用场景，所需均压材料的阀值场强也有所不同，从几百伏特每毫米到几千伏特每毫米不等，因此需要对非线性电导复合物阀值场强进行调整。针对氧化锌压敏陶瓷粉体复合物阀值场强调整的研究有很多，这些研究均是针对复合物中氧化锌压敏陶瓷粉体的大小、含量及氧化锌压敏陶瓷粉体晶粒和晶界等进行调整，非线性电导复合材料阀值场强调整范围有限。而且，一般为了获得阀值场强相对较小的复合物，需要向聚合物中加入大尺寸、大含量的氧化锌压敏陶瓷粉体，这也降低了复合物的机械性能而无法满足实际工程需要。因此，如何有效降低复合物阀值场强并保证复合物具有足够的机械强度是一个值得研究的问题。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种非线性电导结构，采用上述结构可以降低填充物的比例，改善硅橡胶基体的机械强度。

解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种非线性电导结构，包括硅橡胶基体和填充在硅橡胶基体内的填充物，所述填充物均匀分布在硅橡胶基体内，所述填充物为四针状氧化锌晶须，所述四针状氧化锌晶须为三维四针状立体结构，包括核心和从核心径向方向伸展的4根针状晶体，所述填充物的体积分数超过5vol％即可达到所述硅橡胶基体的逾渗阈值。

采用本实用新型的有益效果是：

本实用新型中，所述非线性电导结构包括硅橡胶基体和填充物，所述硅橡胶基体由液体硅橡胶经过真空干燥和硫化后形成，具有优良的力学性能和稳定性，所述填充物为四针状氧化锌晶须，本实用新型中所述硅橡胶基体与四针状氧化锌晶须搅拌混合，由于四针状氧化锌具有空间立体结构的晶须，其独特的立体四针状三维结构能够在硅橡胶基体内均匀分布，从而各向同性地改善硅橡胶基体的物理性能，同时也能使硅橡胶基体具有耐磨、抗静电、抗老化等其他优良性能，其次所述四针状氧化锌晶须均匀分布在硅橡胶基体内可以使硅橡胶基体具有较低的逾渗阈值，当所述四针状氧化锌晶须的体积分数超过5vol％时，所述硅橡胶基体便能展现出非线性电导特性，相对于传统的非线性电导材料，本实用新型中所述硅橡胶基体出现逾渗阈值时，所述无机填充物所占的体积分数明显较小，因此所述硅橡胶基体可以缓解因无机填充物所带来的强度降低的现象，采用本实用新型的复合物可以实现降低复合物逾渗阈值场强的同时保证复合物具有足够的机械强度。

作为优选，所述四针状氧化锌晶须为湿法改性后的四针状氧化锌晶须。

作为优选，所述四针状氧化锌晶须针状体根部直径为0.5～5μm。

作为优选，所述四针状氧化锌晶须针状长度为10～50μm。

作为优选，所述硅橡胶基体厚度为1mm。

作为优选，所述硅橡胶基体的原料使用双组份液体硅橡胶。

本实用新型还提供了一种绝缘体，包括非线性电导结构，所述非线性电导结构采用如上述任意一项所述的非线性电导结构。

本实用新型的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型中实施例1的整体结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如图1所示，本实施例展示了一种非线性电导结构，包括硅橡胶基体1和填充在硅橡胶基体1内的填充物，所述填充物均匀分布在硅橡胶基体1内，所述填充物为四针状氧化锌晶须2，所述四针状氧化锌晶须2为三维四针状立体结构，包括核心和从核心径向方向伸展的4根针状晶体，所述填充物的体积分数超过5vol％即可达到所述硅橡胶基体1的逾渗阈值。

本实用新型中，所述非线性电导结构包括硅橡胶基体1和填充物，所述硅橡胶基体1由液体硅橡胶经过真空干燥和硫化后形成，具有优良的力学性能和稳定性，所述填充物为四针状氧化锌晶须2，本实用新型中所述硅橡胶基体1与四针状氧化锌晶须2搅拌混合，由于四针状氧化锌具有空间立体结构的晶须，其独特的立体四针状三维结构能够在硅橡胶基体1内均匀分布，从而各向同性地改善硅橡胶基体1的物理性能，同时也能使硅橡胶基体1具有耐磨、抗静电、抗老化等其他优良性能，其次所述四针状氧化锌晶须2均匀分布在硅橡胶基体1内可以使硅橡胶基体1具有较低的逾渗阈值，当所述四针状氧化锌晶须2的体积分数超过5vol％时，所述硅橡胶基体1便能展现出非线性电导特性，相对于传统的非线性电导材料，本实用新型中所述硅橡胶基体1出现逾渗阈值时，所述无机填充物所占的体积分数明显较小，因此所述硅橡胶基体1可以缓解因无机填充物所带来的强度降低的现象，采用本实用新型的复合物可以实现降低复合物逾渗阈值场强的同时保证复合物具有足够的机械强度。

关于硅橡胶基体1，本实施例中所述硅橡胶基体1的原料是使用双组份液体硅橡胶，其厚度为1mm，液体硅橡胶在模具中进过真空干燥和硫化后形成，具有高温稳定性，能够在200℃以上的高温环境下保持一定的柔韧性、回弹性和表面硬度，且力学性能无明显变化，也具有优异的绝缘性能、耐电晕性和耐电弧性，是作为绝缘材料的绝佳材料；本实施例中所述四针状氧化锌晶须2为通过一般性湿法改性纸制备的无机填充物，所述四针状氧化锌晶须2为三维四针状立体结构，包括核心和从核心径向方向伸展的4根针状晶体，所述四针状氧化锌晶须2针状体根部直径为0.5～5μm，长度为10～50μm，因其独特的立体四针状三维结构，使其很容易实现在硅橡胶基体1中均匀分布，从而各向同性的改善硅橡胶基体1的物理性能，同时也赋予了硅橡胶基体1其他独特的性能，如耐磨、防滑、抗静电、抗老化等性能。

实施例2：

本实施例展示了一种绝缘体，包括非线性电导结构，所述非线性电导结构采用如实施例1或者与实施例1相同或相似的其他实施例中所述的非线性电导结构。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.一种非线性电导结构，包括硅橡胶基体和填充在硅橡胶基体内的填充物，其特征在于：所述填充物均匀分布在硅橡胶基体内，所述填充物为四针状氧化锌晶须，所述四针状氧化锌晶须为三维四针状立体结构，包括核心和从核心径向方向伸展的4根针状晶体。

2.根据权利要求1所述的非线性电导结构，其特征在于：所述四针状氧化锌晶须为湿法改性后的四针状氧化锌晶须。

3.根据权利要求1所述的非线性电导结构，其特征在于：所述四针状氧化锌晶须针状体根部直径为0.5～5μm。

4.根据权利要求1所述的非线性电导结构，其特征在于：所述四针状氧化锌晶须针状长度为10～50μm。

5.根据权利要求1所述的非线性电导结构，其特征在于：所述硅橡胶基体厚度为1mm。

6.根据权利要求1所述的非线性电导结构，其特征在于：所述硅橡胶基体的原料使用双组份液体硅橡胶。

7.一种绝缘体，包括非线性电导结构，其特征在于：所述非线性电导结构采用如权利要求1至6任意一项所述的非线性电导结构。

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