电缆在持续工作中会产生热量,聚乙烯材料的热导率较低,热量较难消散,致使热老化成为影响绝缘材料的使用寿命和安全性能的关键问题。其次,在高压直流输电过程中,空间电荷的积累会导致局部电场发生严重畸变,从而严重影响到的绝缘材料的老化和击穿性能。因此,制备具有高导热率且电学性能优异的聚乙烯基复合材料并对其影响机理进行研究将为聚乙烯用作高压直流输电电缆材料提供参考。对此,本文着重研究了BN/LDPE纳米复合材料的导热性能及电学性能,同时以空间电荷特性作为切入点,深入探讨了不同掺杂浓度对BN/LDPE复合材料电性能的影响机制。通过熔融共混及热压的方式制备了不同掺杂浓度的BN/LDPE纳米复合薄膜。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了薄膜的纳米颗粒分散情况、断面微观形貌及结构成分,确认了纳米复合材料掺杂效果。研究结果显示,通过控制实验过程中热压的温度以及加压的时间,可以制备出分散均匀的纳米BN/LDPE复合薄膜。利用电声脉冲法对不同比例掺杂的BN/LDPE复合薄膜在40 k V/mm的场强下加压以及短路过程中的空间电荷分布的进行表征。实验结果表明,氮化硼掺杂后有效抑制了空间电荷的积累。这可能是由于掺杂纳米颗粒后在基体中引入了大量的陷阱,陷阱捕获注入的载流子形成反向电场,有效抑制了载流子的进一步注入,从而有效抑制了空间电荷的积累。通过宽频介电谱仪对掺杂比例分别为1%、3%、5%、10%的BN/LDPE复合物薄膜进行介电常数、介电损耗和击穿强度的测试。实验结果显示少量的氮化硼掺入使得聚合物介电常数增大,击穿场强增加,对于提升薄膜的绝缘性能影响突出。采用激光导热仪测试装置对纯低密度聚乙烯薄膜及其氮化硼掺杂浓度分别为1%、3%、5%、10%的BN/LDPE复合物薄膜进行热导率测试。分析实验数据可知,由于氮化硼具有较好的导热性,掺杂后可以较好的改善复合物薄膜的导热性能,热导率明显提高。