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研究表明,以低密度聚乙烯(LDPE)作为基料,添加适量的纳米粒子粉末作为添加剂,可有效的提高其复合材料的耐电性能,而添加不同质量分数的纳米粒子粉末,对复合材料的耐电性能的影响也不同。在纳米复合介质中添加很少量的抗氧化剂却会导致纳米复合介质的耐电性能变差。引进一种经高分散型偶联剂表面处理过的高分散型纳米二氧化硅(SiO2)与LDPE共混得到的SiO2/LDPE纳米复合介质,可得到电气性能较好的复合介质。针对本课题的研究,做了如下工作:(1)采用扫描电镜对质量分数分别为1wt%、2wt%、3wt%的经硅烷表面处理的SiO2/LDPE和质量分数分别为0.5wt%、1wt%、2wt%高分散型SiO2/LDPE以及以上六种材料添加0.3wt%的抗氧化剂的纳米复合介质的分散情况进行表征。(2)采用电声脉冲法测量空间电荷研究不同含量的SiO2/LDPE纳米复合介质空间电荷抑制机理。试验表明,空间电荷的抑制能力与纳米粒子的添加量和分散情况密切相关。随着纳米SiO2添加量的增加,SiO2/LDPE纳米复合介质抑制空间电荷的能力效果显著提高。同时,添加抗氧剂的SiO2/LDPE纳米复合介质依然能够有效地抑制空间电荷的注入。这是由于纳米粒子添加使复合介质内部的陷阱密度增大,能够捕获大量注入电荷。另外,纳米SiO2与LDPE能够形成良好的荷电界面层,并均匀分散于LDPE中,此界面层对注入电子起散射作用,降低电子迁移率,进而降低电导率。(3)对SiO2/LDPE纳米复合介质的直流击穿特性和脉冲击穿特性的研究表明,SiO2/LDPE纳米复合介质可提升直流介电强度,但是对脉冲击穿场强的提升不大。(4)研究不同含量的高分散型SiO2/LDPE纳米复合介质的空间电荷行为,直流电导特性,直流击穿特性和脉冲击穿特性。试验表明,添加少量的高分散型SiO2即可有效抑制空间电荷的注入,提升空间电荷限制电流阈值场强,并能提高复合介质的直流耐电强度。