[发明专利]一种温度可控的电场诱导平台

说明书

本发明提供一种温度可控的电场诱导平台，包括：夹持部分、温度保持部分和电场发生部分，所述夹持部分放置在温度保持部分内部的工作平台(16)上，所述温度保持部分设置的控温箱的温度通过PID可控硅控温元件(21)、热电偶(19)和(20)以及10组电阻加热元件(18)组成的控温加热系统控制，所述电场发生部分可产生50kV电压、工频交流电场及直流电场；该平台在应用于电场诱导加工制备时，主要满足预成型的液态硅橡胶在完全硫化过程中，通过电场的诱导取向作用，有序排列，使导电橡胶的导电颗粒形成更为有效的通流路径，同时其加热部分，可以为橡胶硫化提供热源；该平台在应用于外电场对于材料导电性能影响试验时，可为导电橡胶提供高场强外场。

技术领域

本发明涉及一种材料加工设备，尤其涉及一种适用于液态硅橡胶基胶的温度可控的电场诱导平台

背景技术

5.1现有电场控制用材料及加工需求

在输变电领域，常用的屏蔽材料主要为金属材料，一般包括：“镀锌钢板、铝板、铜板、金属板网”等。此外，还包括“Ni、硅钢、坡莫合金”等，由于密度大、易腐蚀、不易加工，且在孔洞缝的封堵上存在加工难度大、封堵匹配性不良等短板，在有较高适型性要求的领域已逐渐被导电复合材料所取代。

导电复合材料作为电磁屏蔽与电场控制用的关键封堵或密封材料，已受到除封装外其它屏蔽需求领域的广泛关注。与传统金属材料相比，此类材料特别适合于各种复杂结构的表面、孔洞和工艺缝隙处的屏蔽与密封。但(导电橡胶类)复合屏蔽材料与金属材料相比，还存在导电性能低，屏蔽效能略差等问题，为了进一步提升导电橡胶类复合屏蔽材料的屏蔽效能，复合填料、多元填料逐步发展为导电橡胶的焦点领域。国内外研究主要集中在“表面处理、包覆改性、先进制备工艺”的改良上。在多元化颗粒添加及表面改性方面具体包括化学银覆镍粉、化学镍覆铝粉、化学银覆铜粉、化学铜覆铝粉等制备工艺上，并在此基础上，进一步开展了超声化学镀、电镀纳米粉的研究，对不同工艺的微观结构和性能进行了深入分析，获得了多种电磁屏蔽导电复合材料；在先进制备工艺研究上，则主要通过外加物理场诱导，实现添加颗粒的取向，提升渗流阈值等方式。物理场主要包括外加诱导电场、外加诱导磁场两种。

5.2电缆屏蔽材料、空间屏蔽材料发展需求

除设备的电磁防护(密封)需求外，输电线路(各类导线)以及绝缘的电场控制和防护同样有待改良。在电力系统中应用的有机聚合物类电介质材料具有优异的绝缘性能，因其较低的电导率及较高的击穿强度，内部容易积聚空间电荷，造成局部区域电场增加，最终发生局部放电和电树枝生长加速绝缘劣化，降低材料的绝缘可靠性。当前常用的电缆屏蔽料以及应力锥通常采用导电橡胶作为原料，该类材料具有一定的均匀化电场、传到集聚电荷作用。但由于材料性能、结构的不足，局放和老化还仍然存在。如果绝缘材料的电导特性能够具有场强自适应特性，即当材料中局部区域电场很高时，此区域相应的电导率也随之增大，空间电荷得到扩散，自发场强也随之调整，则重新均化场强的分布。这就是当前已逐步应用的电导非线性导电橡胶的最直接需求，目前，ABB、西门子等企业已经掌握了该材料的核心技术，国内技术尚属垄断。

5.3加工及测试设备需求

针对上述屏蔽材料及制备需求，除材料配方的改良外，加工工艺及研究方法同样是提升材料性能的关键因素之一。在橡胶成型过程中施加外场的方式早已在其他领域所采用，而在导电橡胶、特别是具备介电特性的导电橡胶制备中还研究不足。特别是加工、试验及测试设备的不足。

对于具有介电特性添加型复合材料的制备(添加型导电橡胶材料)，在制备中往往包括以下工序：基胶制备、填料颗粒制备、混合以及硫化。

以液态硅橡胶为基胶的导电橡胶为例，其在硫化过程中，添加颗粒的定向取向可有效改善导电性能。而控制该工艺的关键设备应在硫化过程中有效控制电场或磁场、硫化温度等关键因素。

5.4电场诱导机理