為了分析不同納米氧化鎂含量對聚丙烯薄膜擊穿特性的影響，對不同氧化鎂含量(<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，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)可能會改變原聚合物基體中的陷阱能級和分布，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畸變，降低擊穿場強(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，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，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有關(guān)，即產(chǎn)生的能量也有相同的變化趨勢，從而對薄膜造成相應(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，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。