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雷清泉院士团队在绝缘纳米结构材料领域取得突破性进展
2017-12-11 10:05  

近日,青岛科技大学材料科学与工程学院雷清泉院士团队在绝缘纳米结构材料领域取得突破性进展。提出了一种新型超电绝缘体结构原型——维氧化铝纳元胞,此研究在国内外均属首次。

绝缘电介质在电气与信息工程领域具有重要地位,涉及航空航天航海特别是特高压、高铁与大功率储能电器等。绝缘电介质现有的绝缘类型从工程应用方面存在绝缘工作场不强、耐压等级较低和平均工作寿命较短等诸多弊端,远远不能满足工程实际需要。

雷清泉院士指出,基于纳米结构材料的纳米电介质工程将是引领绝缘品质大幅度改善的必由之路。雷清泉院士研究团队的成果突破了传统的理论与材料制备技术的限制,在概念与材料结构上取得了超前的突破性进展。根据基础电介质理论,结合固体击穿及气体电子雪崩理论,提出的新型超电绝缘体结构原型——一维氧化铝纳元胞。通过实验证明采用该结构的Al2O3纳孔模板的耐电强度较纯空隙有2-5倍的显著提高(考虑不均匀系数,则有2-3个数量级的提高)。研究结果表明,在纳米尺度下纳元胞的横向尺寸对电子运动有明显的调控或限制作用。基于此研究,未来有望将材料的击穿场强提高10倍以上,具有重大的工程价值。

该研究提出了绝缘电介质从宏观过渡到介观性能研究、从传统制造过渡到纳结构化高性能绝缘电介质材料制造的新思路,对传统电介质击穿理论、材料结构形态研究及制造工艺将会产生根本性变革,对现代高端电缆制造业及特/超高压输变电领域具有重要的意义和潜在的价值。

雷清泉院士团队“一种超电绝缘体原型-1D气-固氧化铝纳元胞”研究是一项颠覆传统观念的研究,该研究成果发表在纳米能源材料领域的顶尖学术刊物《Nano Energy》上。

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