2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative superfunctional electrical insulating nanocomposite materials
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16K14217
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小迫 雅裕 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80350429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 弘晃 東京都市大学, 工学部, 准教授 (60421864)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノコンポジット / 機能性絶縁材料 / 沿面放電 / 二次電子放出係数 / 量子化学計算 / テーラーメイド / ナノフィラー / フラーレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1前年度に引き続き，以下の検討項目を実施した。
(1)ナノコンポジット創製と基礎的特性評価： エポキシ樹脂にナノシリカ（SiO2）あるいはフラーレン（C60）を0.1，0.3，0.6，1.0，3.0，5.0 wt%などと添加し，分散性の評価および誘電特性と絶縁破壊特性を評価した。その結果，フラーレンにおいては一様分散させることで，わずか0.6wt%添加で交流絶縁破壊強度が約30％向上した。同様な結果は他のナノフィラーでは見られず，フラーレン特有の現象であると考えた。
(2)沿面放電耐電圧実験： 前年度からのデータ蓄積により再現性が確認できた。
(3)二次電子放出係数測定： 実験系を改良でき，S/Nを向上することで，評価可能となった。ナノシリカ添加試料において，ニート試料に比べてわずかではあるが二次電子放出係数が抑制されている結果が得られた。
(4)量子化学計算解析： 特にフラーレンがモデル化しやすいため，フラーレンとエポキシにおける量子化学計算を実施し，ディープトラップの存在を推定できた。このことが絶縁破壊向上メカニズムの一因であると推察した。
(5)革新的絶縁設計指針： 特定のナノコンポジット化を施す，つまり，コンポジット材料のテーラーメイド化を施すことで，新しい絶縁設計の可能性が見い出せた。更なる基礎データ蓄積と適用先への検討を重ねることで，新しい次世代電力機器の革新的な絶縁設計指針の提唱が可能であると思われる。今後も引き続き，検討を継続したい。
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