聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(polymer/layered silicate,PLS)因优良的电学性能广泛应用于电力领域。无机硅酸盐的层状结构特点使其在聚合物基体中的剥离程度和分散状态直接影响纳米复合材料的性能,为此,大量学者开始探索如何对PLS纳米复合物的结构进行调控。超声技术可以促进硅酸盐的纳米片层分散均匀以及层间剥离程度,以达到进一步改善纳米复合材料的电学性能。本文利用超声技术对纳米蒙脱土(MMT)进行剥离处理,采用熔融插层法与低密度聚乙烯(PE)混合,制备出经超声作用的蒙脱土/聚乙烯纳米复合材料(S-O-MMT/PE)。先通过差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,DSC)和偏光显微镜(Polarized Light Microscope,PLM)等技术对材料的结晶形态进行表征;然后对比研究超声技术对纳米复合材料的交流击穿场强、介电频谱的影响;最后,重点研究电树枝生长过程中的树枝形态及放电过程等。DSC和PLM实验结果表明:经过超声技术作用的MMT加入PE基体后,提高了PE的结晶度,使其分子链排列更为紧密。击穿强度及介电频谱实验结果显示:超声技术使纳米复合材料击穿场强较PE提高了12.96%,相对介电常数较PE基体有所增加,但与未经超声技术处理的纳米复合材料相比明显降低,说明超声处理技术可以剥离蒙脱土片层结构,从而有效提高了聚乙烯基体的电学性能。此外,本文对纳米复合材料中的电树枝生长过程进行对比研究,并在φ-q-n图谱的基础上,将统计的方法与时频联合分析方法进行结合,提出了基于统计参量的时频分析方法,即φ-f图谱,并利用该图谱分析了在不同老化阶段及不同形态下的电树枝放电特性,结果显示:电树枝通道中的放电行为随着树枝形态的变化不断发生变化,在电树枝发展初期的放电信号较小,主要分布在10MHz以下频段,随着电树枝的发展,放电信号的次数会快速增加,放电信号的频率集中在10~15MHz频段。放电信号的频率可用来分析电树枝的生长阶段,以此判断聚乙烯的绝缘状态。