www。zhidechuangxin。com智德創新制造

大量學者研究表明溫度會對擊穿效能有所影響，因此本節主要研究常溫到90°C 的 CdS@SiO2/LDPE 奈米複合材料的直流擊穿實驗，其中每隔 20°C 做一組實驗，並對實驗資料進行處理，得到如圖 3-4 所示的純 LDPE 與不同含量Cd S@Si O2/LDPE 奈米複合材料的直流擊穿場強曲線分佈圖。

將純LDPE和Cd S@Si O2/LDPE奈米複合材料不同溫度下的直流擊穿場強資料進行整理可以得到圖3-5曲線圖：

由圖3-4與圖3-5可知，在常溫及50°C時，Cd S@Si O2/LDPE奈米複合材料的擊穿場強比純LDPE的擊穿場強有所提高。在70C、90C高溫下，奈米複合材料的擊穿場強比純LDPE低。純LDPE與CdS@SiO2/LDPE這兩種材料的直流擊穿場強在測試的溫度範圍內隨著溫度的逐漸升高而下降。出現這種現象的原因可能是：在正常情況下，晶體中的原子可以看作是處於平衡狀態，而實際中晶體內的原子會不斷震動，隨著實驗溫度的不斷提高，晶體內的原子震動會加劇，因此介質內部晶格震動也會更加劇烈，電子將會獲得更多的動能，電子獲得的動能大於損失的能量，使電子積累更多的能量，電子在單位距離產生的碰撞電離次數會越多，會導致自由電子數增加，因此擊穿場強會有所下降。在70C、90C高溫下，雜質能級對複合材料的影響要比低溫時更為嚴重，使介質中禁頻寬度變窄，同時高溫下的自由電子更為活躍，因此易於形成導電通道，所以可能導致複合材料的擊穿場強比純LDPE下降。還可以發現在隨著溫度升高奈米粒子Cd S@Si O2新增含量的不同對純LDPE有不同的影響，其變化趨勢與常溫相同，即Cd S@Si O2含量為1%時奈米複合材料的直流擊穿場強最高，含量為2%、3%時，複合材料的直流擊穿場強逐漸下降。

2 CdS@SiO2/LDPE 複合材料不同溫度的交流擊穿特性

本節主要測試常溫、50°C、70°C與90°C時的Cd S@SiO2/LDPE複合材料的交流擊穿電壓，並計算了交流擊穿場強，得到圖3-6所示不同溫度下純LDPE與不同含量的Cd S@Si O2/LDPE複合材料的交流擊穿場強Weibull分佈圖。

將不同溫度下純LDPE和Cd S@Si O2/LDPE奈米複合材料的交流擊穿場強資料進行整理可以得到曲線如圖3-7所示：

由圖 3-6 與圖 3-7 可知，純 LDPE 與 Cd S@SiO2/LDPE 複合材料的交流擊穿場強隨著實驗溫度的升高而下降。出現上述現象的原因可能是隨著實驗溫度的不斷升高，介質內部晶格震動也會更加劇烈，在電場作用下，電子將會獲得更多的動能，電子獲得的動能大於損失的能量，使電子積累更多的能量，電子在單位距離產生的碰撞電離次數會更多，導致自由電子數增加，因此擊穿場強會有所下降。透過實驗可知升高溫度後，仍然是 Cd S@SiO2 含量為 2%時，交流擊穿場強最高。並且在常溫及 50°C 的時候，Cd S@SiO2/LDPE 奈米複合材料的擊穿場強比純 LDPE 的擊穿場強有所提高。但是在 70°C、90°C 此種複合材料的擊穿場強卻沒有純 LDPE 高。

透過以上的擊穿實驗表明 Cd S@Si O2/LDPE 複合材料擊穿效能確實有所提高。為了證實確實是由於 Cd S 確實是一種紫外光吸收劑，吸收碰撞電離過程中產生的光子能量，對 LDPE 的擊穿場強的提高起促進作用，因此對 Cd S 粉體及不同含量 TEOS 製備的 Cd S@SiO2 奈米粒子的固體紫外光譜進行測試研究。

圖 3-8 是 CdS 與分別加入 0。2mLTEOS、0。3mLTEOS、0。4mLTEOS 時製備的 Cd S@SiO2 複合微球的固體紫外光譜圖。紫外光的波長在 400nm 以下，可見光的波長在 400nm-760nm 之間。由圖 3-8 可以發現，四種材料的光譜基本都是在 300nm 左右開始吸收紫外光，Cd S 粉體的吸收峰在 450nm 左右達到最高。