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1、2011年3月电工技术学报Vol.26No.3第26卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2011聚合物/无机纳米复合电介质介电性能及其机理最新研究进展1,52,53,54,514,5田付强杨春何丽娟韩柏王毅雷清泉(1.北京交通大学电气工程学院北京1000442.上海交通大学电子信息与电气工程学院上海2002403.哈尔滨理工大学应用科学学院哈尔滨1500804.哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨1500405.教育部工程电介质及其应用重点实验室哈尔滨150040)摘要聚合物/无机纳米复合电介质由于其优异的电、
2、热、机械等性能而成为电介质领域研究的热点。本文综述了该领域的最新研究进展,涉及纳米电介质的结构特性和介电性能及其机理,重点阐述了纳米电介质的界面特性和电阻率、介电常数、介质损耗、击穿场强、耐电晕老化、电树枝老化、陷阱、空间电荷等介电特性及其对应的微观和介观机理,并展望了纳米电介质未来的研究方向。关键词:纳米电介质结构特性界面模型介电特性中图分类号:O631.2;TM215.1RecentResearchAdvancementinDielectricPropertiesandtheCorrespondingMechanismofPolymer/InorganicNanocomp
3、osite1,52,53,54,514,5TianFuqiangYangChunHeLijuanHanBaiWangYiLeiQingquan(1.BeijingJiaotongUniversityBeijing100044China2.ShanghaiJiaotongUniversityShanghai200240China3.HarbinUniversityofScienceandTechnologyHarbin150080China4.HarbinUniversityofScienceandTechnologyHarbin150040China5.Educational
4、MinistryKeyLaboratoryofEngineeringDielectricandItsApplicationHarbin150040China)AbstractPolymerbasedinorganicnanocompositedielectricshavedrawnmuchinterestinthefieldofdielectricsduetoitsexcellentelectrical,thermalandmechanicalproperties.Thispaperreviewstherecentresearchadvancementandprogressi
5、npolymerbasednanodielectrics.Thestructurecharacteristic,dielectricpropertiesincludingthecorrespondingmechanismarediscussed.Theemphasisisputonthecharacteristicofinterfacestructureanddielectricpropertiessuchaselectricalresistivity,dielectricpermittivityandloss,electricalstrength,resistanceonc
6、oronaaging,electricaltreeingaging,traps,spacecharge,etc.Theprospectofresearchonnanodielectricsisdescribed.Keywords:Nanodielectrics,structurecharacteristic,interfacemodel,dielectricproperties国家自然科学基金(50537040,50977020),国家973计划(2009CB724505)和北京交通大学优秀博士创新基金(141054522)资助项目。收稿日期2009-09-30改稿日期200
7、9-12-252电工技术学报2011年3月1引言行了展望。聚合物纳米电介质是无机填料以纳米尺度均匀2纳米电介质的结构特性分散于聚合物中而形成的复合体系。1994年T.J.2.1纳米颗粒的基本效应[1]Lewis提出纳米电介质的概念并作为电介质未来2.1.1表面效应的研究方向,使得电介质的研究从传统的德拜松弛当微粒尺寸下降到纳米级时,表面原子数与颗[1-2]理论转向纳米尺度的介观理论。前者主要用统计粒总原子数之比会急剧增加,例如10nm时为20%,学理论研究材料宏观上的平均性质,而后者主要研[20]1nm