[发明专利]介电功能梯度绝缘子的叠层制造方法

权利要求书

1.介电功能梯度绝缘子的叠层制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将绝缘子分成若干层，每层均由树脂基体及填料混合而成的树脂混合料构成；若干层的介电参数值呈梯度分布，根据每层的介电参数值计算各层树脂混合料中填料体积分数；

步骤2、树脂基体包含环氧树脂及固化剂，两者的质量比为100:(30～100)；根据各层树脂混合料中填料体积分数，结合树脂混合料内各类原料的密度值，计算各层树脂混合料的原料质量配比；

步骤3、按照步骤2计算的各层树脂混合料的原料质量配比，制备各层所需要的树脂混合料；各层所需要的树脂混合料中填料的质量比例由步骤1确定；

步骤4、将各层所需要的树脂混合料置于真空腔内，加热至80℃，并在真空腔内搅拌树脂混合料，使填料均匀分散，并充分去除其中的气泡；

步骤5、向各层所需要的树脂混合料中滴入固化促进剂；将各层所需要的树脂混合料依次逐层倒入绝缘子模具内，进行逐层梯度绝缘子的制备；每次倒入一层之后升温至120℃并静置5～30min，待该层树脂原料凝胶化之后，再倒入下一层，并重复上述升温及静置过程；直到所有层凝胶化之后获得绝缘子；

步骤6、将制备得到的绝缘子加热至120℃进行二次固化，固化时间5h以上，固化后脱模制得介电功能梯度绝缘子。

2.根据权利要求1所述的介电功能梯度绝缘子的叠层制造方法，其特征在于，步骤1中填料体积分数的计算方法如下：

首先，给定绝缘子内部每层的介电常数或电导率值；其次，根据公式(1)的非对称Bruggeman有效介质方程，求解相应每层的填料体积分数：

$\frac{k_t-k}{\sqrt[3]{k}}=(1-{\mathrm{\φ}}_t/\mathrm{\α})\frac{k_t-k_j}{\sqrt[3]{k_j}}---\left(1\right)$

式(1)中，φ_t为所求的填料体积分数，取值在0～1之间；k为步骤1中给定的介电参数值；所述介电参数值为介电常数或电导率；k_j为树脂基体的介电参数值；k_t为填料的介电参数值；α为与填料形状有关的系数，取值范围为0～1。