【编号】2024-23

【题名】纳米PTFE对低密度聚乙烯空间电荷特性与直流介电性能的影响

【作者】韩冰，郑昌佶，杨佳明等

【机构】哈尔滨理工大学

【刊名】复合材料学报（2024年05期）

【文摘】为研究驻极体材料纳米聚四氟乙烯(PTFE)对低密度聚乙烯(LDPE)空间电荷特性及直流介电性能的影响，选用纳米PTFE粉末与LDPE共混，制备得到不同填料质量分数(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)的纳米PTFE/LDPE复合材料。SEM图像表明，粒径为 20 nm左右的PTFE粒子在LDPE基体中分散性良好，结晶尺寸减小。FTIR表明，掺杂纳米PTFE粒子不会改变LDPE原有的化学结构。DSC结果表明，纳米PTFE粒子作为异相成核剂促进了材料的异相成核，提高了复合材料的结晶度。利用电声脉冲法(PEA)测试了室温下纳米复合材料的空间电荷分布，并测试了纳米复合材料的电导电流特性及直流击穿特性，结果表明，较低掺杂含量的纳米复合材料能明显抑制材料内部的空间电荷积聚，并且提高了复合材料空间电荷注入的阈值场强和材料的耐电强度。热刺激电流(TSC)结果表明掺杂含量较少时，纳米复合材料的陷阱能级最深，并随着掺杂含量的增加，纳米复合材料的陷阱能级逐渐变浅，浅陷阱密度逐渐增大。最后利用Materials Studio软件仿真分析F原子对LDPE陷阱能级的影响，表明F原子较强的电负性是影响纳米PTFE/LDPE复合材料陷阱能级的重要因素。