纳米粒子分散性对SiO2/LDPE纳米复合介质直流介电性能的影响

纳米复合介质的介电性能与纳米粒子分散性密切相关。选取两种具有不同分散能力的纳米Si O2粉末分别与低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)复合,研究了纳米粒子分散性对纳米复合介质的直流电导电流、空间电荷及直流击穿强度特性影响。应用原子力显微镜的静电力模式观察了Si O2/LDPE纳米复合介质的表面电势分布。结果表明:改善纳米粒子分散性对于抑制SiO 2/LDPE复合介质的直流电导电流,提高空间电荷抑制能力及直流击穿强度有积极影响。通过静电力分析证实了SiO 2/LDPE纳米复合介质中,Si O2粒子与基体聚合物界面存在荷电分布,该荷电分布可对载流子迁移起散射作用,从而降低直流电到电流和提升击穿强度。通过引入观测的界面核电区厚度参数,理论计算证实了改善纳米粒子分散性可增加单位体积荷电域所占的体积分数,且被认为是高分散型Si O2/LDPE纳米复合介质介电性能显著提升的主要原因。