国家辉
- 作品数：3 被引量：22H指数：2
- 供职机构：哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用技术教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：一般工业技术理学更多>>
- 基于聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料微观结构的力学性能模拟被引量：14
- 2016年
- 模拟分子的结构与行为有助于更深刻地分析聚乙烯/蒙脱土(PE/MMT)纳米复合材料力学性能变化的微观机理.为此,以分子动力学为依据,利用Materials studio构建聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料模型.在普适力场作用下,通过X射线衍射、径向分布函数以及相互作用能分别对纳米复合材料和纳米蒙脱土的微观结构和性能进行分析.仿真结果表明:有机化处理使蒙脱土的层间距增大79%;在蒙脱土质量分数为4.0 wt%时,PE/MMT纳米复合材料中存在明显的氢键作用,聚乙烯分子和蒙脱土片层间的相互作用能高达-390 kcal/mol,界面作用得到明显提高,最终形成稳定的材料结构,同时力学性能相比纯聚乙烯材料也得到改善,其中杨氏模量、体积模量以及剪切模量分别提高38%,21%和40%.分子模拟结果与实验实测结果相符,并验证了有机化蒙脱土改性聚乙烯绝缘材料会产生氢键作用.
- 李丽丽张晓虹王玉龙国家辉张双
- 关键词：微观结构力学性能
- 电场和温度对聚合物空间电荷陷阱性能的影响被引量：9
- 2017年
- 模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析空间电荷陷阱性能变化的微观机理.利用Materials studio软件建立聚乙烯模型,通过分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构和电荷陷阱进行分析.结果表明:温度由298 K逐渐升高至363 K的过程中,聚合物分子热运动加剧导致的滑移扩散现象,使自由体积和陷阱能级在363 K处分别出现1542.07 ~3和0.66 eV的最大值和最小值.然而在Z轴方向施加0.0007 Hartree/Bohr(1 Hartree/Bohr=5.2×10^(11)V/m)电场作用时,由于电致伸缩产生Maxwell应力,使分子链段出现局部有序排列,增大范德瓦耳斯能至-360.18 kcal/mol(1 kcal/mol=4.18 kJ/mol),而自由体积降低了279.77 ~3,导致陷阱能级减小0.45 eV.当363 K和0.0007 Hartree/Bohr联合作用时,聚乙烯的陷阱能级相比同温无电场作用降低0.17 eV.分子模拟结果与实测结果相符.利用分子热运动和电致伸缩效应,初步探讨了材料自由体积和范德瓦耳斯相互作用能变化的微观机理,证实分子链段运动改变了微观结构,从而影响电荷陷阱特性.并且与温度相比,电场作用会使材料产生更低能级的空间电荷陷阱.
- 李丽丽张晓虹王玉龙国家辉
- 关键词：微观结构自由体积
- 聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料结构形态与介电性能仿真
- 工业上，聚乙烯是一种应用很广泛的绝缘电缆材料，在电场的长期作用下，聚乙烯的绝缘性能会降低甚至击穿，所以提高聚乙烯的绝缘性能具有重要的意义。由于尺度效应和界面效应以及实验仪器精度的问题，仅通过实验现象已无法满足对材料的改性...
- 国家辉
- 关键词：蒙脱土纳米复合材料介电性能分子模拟技术
- 文献传递
