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无机填料／硅橡胶复合材料由于其具有优异的耐候性、抗腐蚀性、电绝缘性等性能被广泛的应用于高电压绝缘领域,又因其质量轻,易于加工,具有较好的柔性、憎水迁移性等被用做户外复合绝缘子。硅橡胶基体自身的导热性能较低,抗撕裂性能差,需要与其它无机填料复合才能使用,提高硅橡胶复合材料的导热性能广泛被关注,因为提高硅橡胶复合材料的导热性能就能有效降低复合材料由高电压局部放电引起的局部过热而导致的材料老化,具有较实际的应用价值。
为了制备高导热硅橡胶复合材料,本研究制备了通过分别添加不同含量的微米Al2O3(0.5～3μm)、微米Si3N4(0.3～3μm)、纳米氧化铝(13nm)和纳米AlN(30nm),利用共混法制备了具有不同导热性的无机填料／硅橡胶复合材料。在填料体积分数固定为30％时,通过改变微米氮化硅和纳米氧化铝体积比,发现所有组成的微米Si3N4和纳米Al2O3共填充的硅橡胶复合材料的热导率较微米Si3N4(30％)／硅橡胶复合材料的热导率有显著提高,其中在微米Si3N4与纳米Al2O3体积比为26／4时,硅橡胶复合材料的热导率(1.64W／m.K)是单一微米Si3N4填充的硅橡胶复合材料热导率(0.52W／m.K)的3倍。同时发现微米Si3N4-纳米Al2O3／硅橡胶复合材料中随着纳米Al2O3填料含量的增加,力学性能提高(当微纳配比达到26／4时其硬度、拉伸强度和断裂伸长率均能达到绝缘子标准的力学性能要求),并且所得复合材料的电绝缘性能相对于微米Si3N4／硅橡胶复合材料的绝缘性能优异并且稳定性好。