纳米复合聚烯烃绝缘材料有望在未来应用于高压直流电缆的制造,但纳米粒子改善介质电性能的根本机制尚未完全清楚。一般认为,在纳米复合聚烯烃介质中,纳米粒子与聚合物之间形成的两相界面对材料的宏观性能起到了关键性作用。Lewis和Takada分别基于胶体化学和静电学理论提出了不同的纳米复合介质中的界面模型,Tanaka根据经过表面处理的纳米粒子与聚合物基体之间的可能关系,提出了多核模型。这些模型都强调了界面对电荷的存储作用,认为复合介质通过存储电荷来改善介电性能。该文综合了国内外研究人员对纳米复合聚乙烯介质界面区微观表征的一些成果,研究人员的研究成果表明:静电力显微镜、同步辐射小角X射线散射、Zeta电位测量等方法和技术,可以作为探测纳米复合介质中的界面荷电现象的可行的手段。多种方法研究表明:在未经极化的Si O2、Al2O3复合聚乙烯体系中观测到了界面荷电分布,符合Lewis的界面荷电模型;而未经极化的Mg O复合体系中未探测到界面荷电现象。热刺激电流(TSC)测试表明复合体系的共同之处是形成均匀致密分布的深陷阱,而且材料的空间电荷抑制特性与这些深陷阱的存在密切相关。在纳米粒子与聚乙烯的复合物中,不论是纳米粒子与聚乙烯直接接触荷电,还是通过外场极化形成界面荷电,都可以理解成电荷入陷深陷阱,深陷阱界面荷电区激发的库仑场,是体系抑制空间电荷注入与改善直流电性的可能机制力显微镜对样品表面的相图进行分析， 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name界面及其荷电行为-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机其基本原理如下：在抬高模式下，悬臂在压电驱动作用下以接近固有频率的模式振动，当探针遇到表面不同的力的梯度的时候，会使悬臂的固有频率发向低频或高频移动。通过测量相位衬度的变化，可表征出样品表面与探针间的远程作用力。文献[38]在对用云母压制的试样无外施电场并做短路退火处理后，利用电场力显微镜清晰发现纳米SiO2/LDPE复合体系界面荷电现象，而MgO/LDPE体系在同样条件下无任何荷电现象。MgO/LDPE纳米复合介质的原子力扫描图如图1(a)所示，在5μm×5μm扫描范围内观测到了片晶的晶须结构和纳米MgO粒子。在图1(c)的抬高模式相图中观测不到任何相位衬度上的改变。利用相同的实验条件，制备出SiO2/LDPE纳米复合薄膜。在图1(b)中，给出了纳米SiO2/LDPE的AFM图，在图1(d)中的远程相图中观测到相位衬度的变化。经分析认(a)MgO/LDPE高度图；(b)SiO2/LDPE高度图；(c)MgO/LDPE远程相图；(d)SiO2/LDPE远程相图[38]图1纳米MgO和纳米SiO2复合低密度聚乙烯的AFM图，能使探针的固有频率红移，产生负的相位差的力场只有库伦力，它来源于并不均匀分布的表面或样品浅层区域的电荷。这种电荷交互现象在未经极化SiO2/LDPE试样中观测到了，说明SiO2/LDPE复合介质中纳米粒子和LDPE基体间的界面区本身具有荷电能力，该种现象与Lewis和Tanaka描述的界面电荷是相符的。Seiler和Deschler同样应用静电力显微镜探测到了未极化SiO2/有机硅复合介质中的界面区存在荷电现象[43-44]。从图2(b)的远程相图中可以清晰地看到纳米粒子周围存在明显的负相位区(扫描高度：75nm，针尖电压0V界面及其荷电行为-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name