為了分析不同納米氧化鎂含量對(duì)聚丙烯薄膜擊穿特性的影響，對(duì)不同氧化鎂含量(<0.5%,  1%,  1.5%, 2%)的厚度為100 }m的改性聚丙烯薄膜在電極間距為4mm的針一棒電極下進(jìn)行擊穿實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過韋伯分布處理后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4-34和4-35所示，隨著納米顆粒含量的增加，擊穿電壓呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，其中當(dāng)納米氧化鎂含量為1 0}o，擊穿電壓達(dá)到最大值，為17.83 kV。同時(shí)與未添加納米顆粒的聚丙烯相比，添加納米顆粒的改性聚丙烯在擊穿電壓均有一定程度上的提升。這主要是因?yàn)榧{米顆粒的添加會(huì)在聚合物基體中引入大量的顆粒和基體之間的界面區(qū)，該界面區(qū)的性能與原聚合物基體不同，從而使得納米復(fù)合材料表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的性質(zhì)。特別是納米顆粒與基體之間的界面區(qū)可能會(huì)改變?cè)酆衔锘w中的陷阱能級(jí)和分布，從而改變載流子的輸運(yùn)特性，抑制空間電荷積聚，提高擊穿場(chǎng)強(qiáng)。然而當(dāng)納米氧化鎂含量進(jìn)一步增加時(shí)，擊穿電壓反而下降，這可能與高納米顆粒含量材料中出現(xiàn)的大的團(tuán)聚顆粒有關(guān)，團(tuán)聚使得顆粒與基體之間介電常數(shù)和電導(dǎo)率的不匹配變得更加明顯，從而在團(tuán)聚顆粒的周圍形成電場(chǎng)畸變，降低擊穿場(chǎng)強(qiáng)。另外，從圖4-35中可以發(fā)現(xiàn)，隨著極化/去極化時(shí)間的增加，改性聚丙烯薄膜的擊穿電壓也呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這與純聚丙烯出現(xiàn)的情況相同。當(dāng)納米氧化鎂含量為1 0}o，擊穿電壓下降的速度最慢，受極化/去極化的影響最小，表現(xiàn)出了更優(yōu)異的電氣性能。當(dāng)納米氧化鎂含量增大到2%時(shí)，擊穿電壓下降速度最快，受極化/去極化的影響最大。

    如圖4-36和4-37所示，利用兩種圖像提取方法對(duì)改性聚丙烯薄膜在不同納米氧化鎂含量下的擊穿孔和碳化區(qū)進(jìn)行計(jì)算分析，可以得出隨著納米顆粒含量的增加，擊穿孔面積和角二階矩陣都表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，當(dāng)納米氧化鎂含量為1 0}o時(shí)，擊穿孔面積和角二階矩陣達(dá)到最大值。這與擊穿電壓和擊穿電流隨納米顆粒含量的增加而表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)有關(guān)，即產(chǎn)生的能量也有相同的變化趨勢(shì)，從而對(duì)薄膜造成相應(yīng)的破壞。另外，隨著極化/去極化時(shí)間的增加，改性聚丙烯薄膜的擊穿孔面積和角二階矩陣也呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這與純聚丙烯出現(xiàn)的情況相同。當(dāng)納米氧化鎂含量為1 0}o，擊穿孔面積和角二階矩陣的減小速度最慢，而當(dāng)納米氧化鎂含量增大到2%時(shí)，擊穿孔面積和角二階矩陣下降速度最快，受極化/去極化的影響最大。