近年来，随着电子设备的小型化、轻量化，高导热石墨膜材料受到广泛关注。本文综述了聚酰亚胺（PI）基石墨膜材料的制备，详细介绍了石墨膜性能的影响因素，主要涉及分子结构、分子取向和其他材料的诱导作用等，简述了石墨膜复合材料的研究和专利近况，并对未来石墨膜材料的研究方向提出了建议与展望。

为研制适用于干式变压器的高导热环氧灌封胶，在环氧-酸酐体系中添加实验室自制的改性氧化硅制备灌封胶，测试其导热性能和电气绝缘性能，并研究该灌封胶的适宜浇注温度及最佳固化工艺。结果表明：当改性氮化硅填充量为75%时，灌封胶的热导率为1.494 W/(m·K)，介质损耗因数仅为0.41%，具有高导热性以及优异的电气绝缘性能。当浇注温度为70℃时，2 h内灌封胶的黏度低于2 800 MPa·s，具有良好的浇注工艺性。灌封胶最佳的固化工艺为80℃真空/0.5 h+80℃/4 h+90℃/3 h+110℃/2 h+140℃/5 h，在该条件下灌封胶中粉体的沉降较小且固化物有最佳的综合性能。

在抽滤石墨烯纳米片过程中引入球形氧化铝，构建仿“豌豆荚”氧化铝-石墨烯二元多孔结构，并制备氧化铝-石墨烯-二元结构增强环氧树脂复合材料，测试其导热性能，分析仿“豌豆荚”氧化铝-石墨烯二元结构增强环氧树脂导热性能的机理。结果表明：水平排列的石墨烯在球形氧化铝作用下部分发生取向转变，呈现仿“豌豆荚”结构，其中的石墨烯为环氧复合材料在面内和面外方向提供了高效的热传输通道，极大地增强了环氧复合材料的导热性能。当石墨烯含量为12.1%，氧化铝含量为42.4%时，复合材料在面外和面内方向上的导热系数分别达到13.3 W/(m·K)和33.4 W/(m·K)。该仿“豌豆荚”氧化铝-石墨烯二元结构在提高环氧树脂导热系数方面效果显著，在电子封装领域具有潜在的应用前景。

环氧树脂等高分子聚合物材料热导率低，长期使用时，存在热导致的故障和绝缘失效等隐患。通过向环氧树脂中填充具有高导热性和高绝缘性的微米氮化硼和纳米氧化铝填料制备高导热复合绝缘材料，研究填料填充量及配比对复合材料导热性能和绝缘性能的影响。结果表明：当总填充量为30%，微米h-BN与纳米Al₂O₃的质量比为3∶1时，复合材料的热导率、击穿时间和复介电常数虚部ε″分别为1.182 0 W/(m·K)、31.9 s和0.034，比环氧树脂分别提升了697%、21.4%和406%，且复合材料在高频高压电场下具有良好的耐受性能。

为提高电机绝缘结构的导热性能和耐环境性能，本研究针对某高导热耐高温环氧灌封树脂的常规性能、耐热性能、导热性能及耐环境性能等进行了分析，并制作样机，对其在低压电机上的应用性能进行测试。结果表明：该高导热环氧灌封树脂具有优异的力学性能和电气性能，导热系数为1.18 W/(m·K)，温度指数达到187.5℃，具有优异的耐低温及冷热冲击性能，且与漆包线具有良好的相容性。高导热绝缘树脂的应用可有效提升电机绝缘系统的导热性能，在相同条件下使电机温升比使用普通耐高温绝缘漆的电机下降了20.7℃。同时，相对于真空压力浸漆工艺，通过真空灌封工艺制作的电机绝缘结构整体性更优，且避免了槽口挂漆量较低的缺点，具有更优的电气性能和防潮性能。

在环氧改性不饱和聚酯树脂中添加无机氧化物导热材料可提高绝缘漆的导热性能。研究了填料粒径、表面改性对绝缘漆沉降的影响，以及不同填料含量对绝缘漆导热系数、黏度的影响，在此研究基础上制备了高导热无溶剂绝缘漆并对其性能进行了表征。结果表明：对填料进行表面改性可以降低其沉降速度；当填料含量为40%时，绝缘漆的黏度为72 s，导热系数达到0.46 W/(m·K)，40℃下静置6天无沉降，具有很好的实际应用价值。

首先以六方氮化硼（h-BN）微粉及绢云母微粉（Mica）为原料，通过冻融循环结合超声工艺剥离出氮化硼纳米片（BNNS）及云母纳米片（MNS）；之后以BNNS和MNS为绝缘导热填料，采用原位聚合法及二步法的水性聚酰亚胺（PI）工艺，制备了云母/氮化硼纳米杂化聚酰亚胺薄膜（简称为MNS/BNNS纳米杂化PI薄膜）。研究了不同MNS/BNNS填充量对纳米杂化PI薄膜性能的影响，采用XRD、TEM、AFM对BN、BNNS、Mica、MNS的形貌、结构进行了表征，并测定了MNS/BNNS纳米杂化PI薄膜的导热系数、介电常数及电气强度等性能。结果表明：当m（MNS）∶m（BNNS）=1∶2时，纳米杂化PI薄膜具有较好的综合性能，导热性能比纯PI大幅提高，导热系数为0.743 W/(m·K)，电气强度可达246 MV/m，介电常数为5.28。

研究了应用于H级交流高压电机上的高导热绝缘结构，对该绝缘结构的线圈试样进行了匝间冲击、对地耐压、介质损耗因数、击穿电压、电压耐久性（电老化）、热评定和分级（热老化）等试验，并对几种高导热少胶粉云母带的导热系数进行了检测和分析。结果表明：高导热少胶粉云母带能够提高电机整体绝缘结构的导热系数，从而有效降低温升。同时该结构还具有良好的电气性能，温度指数达181℃，满足H级电机对绝缘的要求。

日益发展的微电子设备对导热电绝缘热界面材料提出了更高的要求，通过构筑微-纳杂化导热网络实现了高导热电绝缘硅橡胶复合材料的制备。首先通过简单、环保的水相静电自组装策略制备了纳米氧化铝包覆的氧化石墨烯，随后通过高温热处理将其还原为TRGO@Al₂O₃纳米杂化填料。将其与微米氧化铝复配填充至双组份液体硅橡胶中，通过调节纳米氧化铝颗粒和氧化石墨烯的比例，研究不同纳米氧化铝包覆量对体系热导率和体积电阻的影响；通过控制纳米杂化填料与微米氧化铝颗粒间的复配比例，研究此微-纳杂化体系的导热协同效应。结果表明：在体积分数为3%的TRGO@Al₂O₃和54%的微米氧化铝颗粒复配时，复合材料的热导率约为2.5 W/(m·K)，且体积电阻处于电绝缘水平（≥10⁹ Ω·cm）。

高分子基体与高导热填料复合的导热绝缘复合材料是解决带电作业机器人等机械设备绝缘防护、电子电气设备散热问题的良好解决方案。本研究采用硅烷偶联剂KH550对微米级氧化铝（Al₂O₃）表面进行修饰，混合高导热的碳纳米管（CNT）作为导热填料，选用耐受温度范围广和耐腐蚀的硅橡胶（SR）作为高分子基体，制备了硅橡胶复合材料，并对其性能进行测试。结果表明：Al₂O₃/CNT混合填料总含量在10%，CNT占比为0.3%时，SR复合材料的热导率高达0.268 W/(m·K)，相比SR提升了103.1%，体积电阻率为10.5×10¹² Ω·cm，相对介电常数几乎不变，邵氏A硬度和杨氏模量略微增大。

为研究微米颗粒填料对填充型高导热复合材料导热性能的影响，本研究构建了填料颗粒随机分布的复合材料有限元模型，分别计算、分析了填料的填充比例、粒径、导热系数、颗粒形状等因素对复合材料导热系数的影响。结果表明：随着填料填充比例提高、填料颗粒长径比增大，复合材料的导热系数明显提高；在不考虑界面热阻和颗粒团聚的情况下填料粒径对导热系数的影响很小；填料自身的导热系数对复合物的导热性能影响很小；在不考虑界面热阻的情况下，能否有效地形成导热通道是决定填充型复合材料导热系数的关键。

为了扩大新能源汽车市场，提升新能源汽车动力传输的效率，需要提高其内部车载线的载流能力，但同时随着负载电流的增加，车载线的散热困难问题凸显。本研究应用COMSOL软件建立车载线电热耦合的有限元仿真模型，应用Nelder-Mead方法求解出载流量，并对比解析方法，验证Nelder-Mead方法的有效性。仿真分析绝缘材料热导率的提升对车载线载流量和散热的改善效果。结果表明：应用热导率为0.833 W/(m·K)的硅橡胶/氮化硼纳米片（20%）高导热复合材料，仿真得到车载线的载流量提升了5.12%，在过载时能更好地促进散热，但也增加了绝缘临界半径，导致绝缘厚度在绝缘临界半径以内减薄时，导体温度有轻微升高。

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈（PAN）/苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS）复合纤维膜，并研究了PAN、SIS比例对纤维膜的孔隙率、吸液率热稳定性、力学性能的影响。结果表明：在PAN、SIS的比例为8∶2时，制备的复合膜纤维交联结构最多且大小均匀，此时力学性能最佳，拉伸强度为20.29 MPa；其孔隙率、吸液率分别达到47.8%和310.7%，离子电导率为2.03×10^-4 mS/cm；在0.2 C倍率条件下，该复合纤维薄膜组装的电池初始放电比容量为146.4 mAh/g，并且经过50次循环，放电比容量波动小，容量保持率高达98.02%，表现出良好的循环稳定性。

聚乙烯电缆在长期运行过程中，难免会出现裂缝缺陷，产生局部放电等故障，威胁电网的正常运行，掺杂微胶囊的聚乙烯复合材料可以实现裂缝的自修复。为了研究修复前微胶囊对聚乙烯材料绝缘性能的影响，本研究制备纯聚乙烯样品和掺杂不同浓度（0、0.5%、1%、5%、10%）微胶囊的聚乙烯复合样品，在满足基本性能的基础上，测定其体积电阻率和交流电气强度。结果表明：掺杂少量微胶囊（≤1%）的复合样品，其体积电阻率较纯聚乙烯样品明显增大；但当浓度较大（>1%）时，体积电阻率减小。另外，和纯聚乙烯样品相比，复合材料的交流电气强度均下降，但当浓度≤1%时，下降幅度较小，可以满足电缆的正常运行要求。这主要与材料的结晶度、掺杂微胶囊后产生的界面效应、微胶囊本身特性有关。总体来说，当掺杂微胶囊的浓度≤1%时，聚乙烯复合材料的绝缘性能可以满足电缆正常运行的要求。

制备了碳化硅/有机化蒙脱土/环氧树脂微纳米复合非线性防电晕材料，实验分析了复合材料中碳化硅和有机化蒙脱土的含量对材料介电性能的影响，并对应用该复合防电晕材料的线棒进行试验，测试了线棒的耐电晕性能以及防晕区表面温度。结果表明：一定含量的纳米有机化蒙脱土的加入能有效提高SiC防电晕复合材料的非线性特性，降低线棒防晕区域表面温度，提高耐电晕性能。

为深入掌握交流500 kV交联聚乙烯（XLPE）海缆绝缘材料在电-热应力下的工频击穿特性并建立电-热联合寿命模型，本研究首先对500 kV海缆主绝缘进行25、40、55、70℃步进应力下的电-热联合绝缘击穿试验，对电气强度和耐压时间进行Weibull统计分析，获得不同温度下等效电气强度和等效耐压时间的变化规律。然后，通过多元线性回归建立FALLOU、SIMONI和CRINE模型并进行误差分析。最后，研究构建适用于该交流500 kV XLPE材料的E-T耦合参数模型。结果表明：在相同温度下，随着每级电压持续时间的增加，等效电气强度逐渐降低；在每级电压持续时间相同时，随着温度的升高，等效电气强度和电压持续时间均呈现先上升后下降的趋势。对电-热联合老化模型的分析表明，3种模型拟合误差较大，拟合优度不满足精度要求。本研究通过利用逐步回归计算电-热变量与寿命的显著性与相关性，获得改进的电-热联合老化寿命模型，误差分析显示改进模型具有较好的拟合精度。

为探究热膨胀毡的设计要点，以不同单纤维直径的两种玻璃纤维短切毡和PA热熔胶膜制备了热膨胀毡，通过改变单纤维直径、树脂含量和密度来制备热膨胀毡试样，并测试试样的热膨胀率，对热膨胀毡的热膨胀效应的特点进行了研究。结果表明：热膨胀毡的热膨胀效应由其内部纤维的弹性势能和熔融树脂的黏性阻力共同决定。在组成和密度相同的条件下，热膨胀毡的热膨胀率随单纤维直径的增大而增大。热膨胀毡有临界树脂含量，当其树脂含量在临界值以下时，热膨胀率随着树脂含量的增加而增大，树脂含量在临界值以上时，热膨胀率随着树脂含量的增加而减小；临界树脂含量随着单纤维直径的增大而减小。在单纤维直径和树脂含量一定的条件下，热膨胀毡的密度越高，热膨胀率越大。