LDPE基GNPs納米電介質(zhì)的陷阱特性和電導(dǎo)特性研究.pdf

1、聚合物基納米復(fù)合電介質(zhì)具有優(yōu)異的絕緣性能，其作為第三代絕緣材料一直是電氣絕緣領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有研究表明陷阱對電介質(zhì)材料的電導(dǎo)、空間電荷和擊穿等特性都具有較大的影響。研究聚合物基納米電介質(zhì)的陷阱特性以及陷阱特性對材料的電性能的影響，有助于加速聚合物基納米電介質(zhì)的工業(yè)化進(jìn)程。本論文選擇在電線電纜工業(yè)中被經(jīng)常使用的低密度聚乙烯(LDPE)作為基體材料，研究了填充石墨烯納米微片(GNPs)對LDPE的陷阱特性和電導(dǎo)特性的影響，并將實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)

2、算相結(jié)合，從宏觀和微觀兩種角度探究了GNPs改善LDPE材料電性能的機(jī)理。
　　利用混煉機(jī)制備了不同片徑尺寸，不同填充量的GNPs/LDPE納米電介質(zhì)。掃描電子顯微鏡(SEM)的觀測結(jié)果表明，GNPs在LDPE基體中分散較為均勻。XRD測試結(jié)果表明，填充GNPs提高了LDPE的結(jié)晶度。熱刺激退極化電流(TSDC)測試結(jié)果表明，GNPs摻雜使得LDPE中原有陷阱機(jī)制的陷阱能級密度增大，并引入了新的陷阱機(jī)制。光激放電(PSD)的測試結(jié)

3、果顯示，在純LDPE出現(xiàn)光激放電峰的波長范圍內(nèi)，GNPs/LDPE依然存在著光激放電峰，并且在更小的波長范圍內(nèi)出現(xiàn)了一個(gè)新的放電峰。電導(dǎo)電流試驗(yàn)結(jié)果顯示GNPs可以有效降低LDPE的電導(dǎo)率，這與GNPs增大了LDPE的陷阱密度有關(guān)。
　　利用理論化學(xué)計(jì)算軟件，將密度泛函(DFT)理論和非平衡格林(NEGF)公式相結(jié)合，計(jì)算了復(fù)合介質(zhì)模型的電子結(jié)構(gòu)和傳輸譜。該計(jì)算結(jié)果從實(shí)空間和希爾伯特空間雙重角度證明了GNPs在LDPE中能夠起到電