近年来,基于介质物理与半导体物理基础上发展起来的热刺激理论逐渐受到材料研究工作者的广泛关注。热刺激电流法做为研究材料的介电性能与导电性能的一种重要方法,能够较为准确地求得电介质的陷阱分布、陷阱能级、松弛时间等特征参数,为电介质材料的蓬勃发展奠定了基础。纳米电介质具有耐高场强、空间电荷抑制性能好、易于制备等优点,是未来介电材料的发展趋势。本文设计了一套新型的热刺激电流测试系统,具有极化电压高、温度控制精确、自动化程度高、操作简单等优点。该测试系统采用真空极化的方式进行热刺激电流的测量,真空系统的极限压强可达6×10^-4Pa量级,真空腔内无管接头,杜绝了降温时真空腔内制冷剂泄漏的情况。测试系统的电极部分体积小,热容量低,有利于提高测试过程中的温度控制精度,在线性升温时可以与降温装置分离;采用半导体制冷片进行降温,降温速度可控,最低温度可达-50℃,能够满足大部分材料的测试要求,并且可以实现低温极化。当测量时需要更低的冷却温度,可更换为液氮降温方式;利用无感陶瓷电热片作为加热源,减小电极与冷源之间的距离,提高电极装置的升降温效率;全部电流测试回路屏蔽接地,抗干扰能力强。控制软件使用labview编写,人机界面交互性好,可维护性强,使用方便,基本可完成自动化测量。本文利用研发的新型热刺激电流测试系统分别对纯LDPE、掺杂了0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%浓度的纳米沸石聚乙烯和相同浓度梯度的纳米A200型气相SiO₂聚乙烯进行了测试与分析。测试结果表明,掺杂纳米颗粒后,聚乙烯的热刺激电流曲线发生了显著改变。两种纳米颗粒均提高了聚乙烯的热刺激电流峰值,纳米颗粒的掺杂浓度越高,热刺激电流峰值越大,陷阱密度越大。同时,两种纳米颗粒对陷阱深度的影响有所不同,纳米沸石颗粒能够使聚乙烯纳米复合材料的热刺激电流峰向低温移动,且随着掺杂浓度的增加,电流峰向低温略微移动,而掺杂纳米SiO₂颗粒的聚乙烯复合材料对热刺激电流峰值对峰温的影响很小。