高温阶梯式升压下等离子体处理纳米颗粒对环氧树脂复合材料的电荷动力学特性影响

高含量纳米掺杂易团聚会导致空间电荷积聚、电场畸变，从而降低材料的绝缘性能。为了提升高含量纳米颗粒在基体中的分散性，采用等离子体对纳米氧化铝表面进行处理，制备了纳米氧化铝质量分数为10%的环氧树脂纳米复合材料，利用扫描电子显微镜对颗粒的分散性进行表征，采用高温空间电荷测量装置和电导电流测试系统研究了不同温度阶梯式升压下试样的电荷动力学特性。结果表明，等离子体处理能有效地抑制高含量纳米氧化铝的团聚。高温下纳米氧化铝质量分数为10%的试样空间电荷输运明显，电导率提高了近3个数量级；等离子体处理后的含10%纳米氧化铝试样始终保持最低的电荷量和电导率，且电导率与电场强度呈近似线性关系。等离子处理后的纳米氧化铝能有效地抑制高温下空间电荷的注入、积聚与输运，降低载流子迁移和电导活化能，提升高温下环氧树脂复合材料的电气性能。基于结果与分析提出了高温阶梯式升压下等离子处理前后纳米颗粒对环氧树脂复合材料的电荷动力学特性的作用机理。