自修復材料——”新一代“絕緣材料

  海底高壓裝置的初期故障是很容易被忽略的,而且修復費用也是非常昂貴的。研究人員認為自修復材料也許可以解決該問題。這樣先前用于制備高壓設備的易受損的絕緣材料就有望得到替換。
  這項技術使用了一種叫做“微囊”的材料,這種材料被加入到傳統的絕緣材料中,在材料的疲勞點釋放自修復分子。這個項目的研究團隊由化學家、物理學家和電氣工程師組成。如果該技術研究成功,那么用于昂貴電氣裝置的新型絕緣材料將被發現。
  電氣絕緣材料中被稱為電樹枝生長的現象即將迎來它們的終結。電應力場利用絕緣材料中的微小缺陷,形成了在材料中用于擴散的細如毛發的通道,這些通道就像一棵樹的樹枝一樣。當這些通道終達到絕緣材料的表面時,材料已經被破壞并且將會發生短路。“短路的發生通常都和電樹枝有聯系。” Lesaint學院的?ystein Hestad解釋道。
  這類缺陷的修復花費是十分昂貴的,尤其是當缺陷發生在海上風電場或者海底石油生產裝置上,也許甚至發生在寒冷的北極。研究人員說,在這些情況下,自修復絕緣材料是傳統修復方法的一種劃算的替代品。
  SINTEF研究人員的工作是在一個公認的概念上展開的,這個概念是為了修復聚合物復合材料中機械損傷和裂縫而發展起來的。復合材料和微囊混合在一起,微囊中充滿了液態的單體,這些單體分子能夠彼此互相結合,從而形成長鏈分子。如果裂縫或者其它的缺陷刺激到微囊,單體分子就會被釋放出來,充滿裂縫。
  絕緣材料中摻雜的微囊碰到電化學樹的分支就會爆炸。液態單體流入細小的通道,形成“電化學樹”并且發生聚合反應。若通道被充滿,絕緣材料的電老化過程將會停止。絕緣材料的“免疫防疫”功能利用這種方式得到加強,并且設備的使用壽命也得以延長。
  Lesaint說“很多人對這項技術表現了濃厚的興趣,但在我們有更多可靠的實驗結果之前,就不會資助我們,但現在問題的關鍵在于我們目前沒有足夠的經費進行下一步的研究。這個自修復項目能否從一個有前途的理論變成真正的新型絕緣材料,明年就會得知。
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