陷阱对TiO2/LDPE纳米复合电介质直流击穿性能的影响

摘要

通过制作不同质量分数TiO2/LDPE纳米复合试样,测试了所有试样的直流击穿性能,发现掺杂适量的纳米TiO2可以有效地提高LDPE的击穿性能,最大可提高约33％.为了分析纳米掺杂对试样击穿性能的影响,通过DSC测试发现,纳米TiO2掺杂并没有明显地改变试样的结晶度,即结晶度并非影响试样击穿的根本原因.为了进一步研究纳米掺杂对击穿特性的影响机制,在宽温度和频率范围内,测试了所有试样的介电响应谱.发现纳米掺杂在试样体内引入新陷阱,此陷阱位于粒子与基体间的相互作用区中,能级约为0.8 eV,与TiO2粒子的含量无关.在此基础上,着重分析了新引入的陷阱与试样击穿性能间的关系.通过理论分析计算发现,新陷阱改变了试样体内载流子的平均自由程才是引起试样击穿性能各异的原因.