不同粒徑氧化鋅-低密度聚乙烯復(fù)合材料介電性能研究.pdf

1、聚乙烯具有十分優(yōu)良的電學和力學性能，被廣泛地用做電力設(shè)備的絕緣材料。但隨著全球互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的提出與實施，對遠距離、高電壓的輸電形式需求增加，因此，設(shè)備的絕緣性能也需要有相應(yīng)的提高。眾多學者通過研究表明，向聚乙烯中加入無機添加劑制備出相應(yīng)的復(fù)合材料，可以提高聚乙烯的性能。然而，從復(fù)合材料的概念提出至今，雖然相關(guān)研究眾多，但其介觀形態(tài)與宏觀性能之間的關(guān)系仍需探索。因此，通過對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)進行調(diào)控并測試相應(yīng)的宏觀性能，據(jù)此進一步揭示二

2、者之間的聯(lián)系，對性能更為優(yōu)越的新型電介質(zhì)材料的開發(fā)具有十分重要的意義。
　　本文將低密度聚乙烯(LDPE)作為基體研究對象，9nm、30nm、100nm、200nm以及1μm五種不同粒徑的氧化鋅(ZnO)作為添加劑，以相同含量分別加入和以微納米復(fù)合的方式加入到LDPE中，通過二步熔融共混法制備出不同粒徑及微納米復(fù)合的ZnO/LDPE復(fù)合材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測各種ZnO粒子的粒徑和形貌以及ZnO在復(fù)合材料中的分散性;

3、通過差示掃描量熱儀(DSC)對復(fù)合材料的結(jié)晶行為進行了測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ZnO粒子在復(fù)合材料中起到異相成核的作用，提高了LDPE的結(jié)晶度，且ZnO粒徑越小，提升效果越顯著。
　　對LDPE及各復(fù)合材料進行了交流和直流擊穿性能的測試，并且在交流擊穿實驗中研究了試樣厚度與擊穿場強的關(guān)系，結(jié)果顯示復(fù)合材料的直流和交流擊穿場強都隨著ZnO粒徑的增加先增加后減小，只有當ZnO粒徑小于100nm時，復(fù)合材料的擊穿場強才高于LDPE的擊穿場強，且Z

4、nO粒徑為30nm時擊穿場強最高;微納米復(fù)合材料的擊穿場強介于相應(yīng)的微米和納米復(fù)合材料之間。另一方面，隨著厚度增加，各種復(fù)合材料的交流擊穿場強均降低，但粒徑越大，降低的程度越小，厚度增加時，各種復(fù)合材料的擊穿場強的分散性也均有提高。本文還對LDPE及ZnO/LDPE復(fù)合材料的直流電導(dǎo)與介電頻譜進行了測量。研究結(jié)果表明隨著電場強度和溫度的增加，LDPE和各種復(fù)合材料的電導(dǎo)率均隨之提高，并且不同粒徑之間的電導(dǎo)率隨著粒徑的增加而增大。對于復(fù)合