应用于核电站电缆绝缘的聚乙烯材料因高能γ辐照和高温作用而导致其绝缘性能下降,提高聚乙烯的耐γ辐照和耐热性能对保障电缆绝缘的长期安全运行具有重要的理论意义和工程实用价值。本文制备了不同质量分数的聚乙烯基微纳米复合材料,以钴-60γ射线源对复合材料进行辐照处理,研究了辐照剂量和微纳米填料对材料中陷阱分布特性的影响,主要的工作以及相关结论归纳如下:1.采用熔融共混法制备了2mm厚的LDPE/BN/SiO₂聚合物基微纳米复合材料,微米BN颗粒的含量分别为0 wt%、10 wt%和20 wt%,纳米SiO₂颗粒的含量分别为0 wt%、1 wt%、3 wt%和5 wt%。采用⁶⁰Co-γ射线源对试样进行了辐照处理,辐照剂量分别为0 kGy、100 kGy、500 kGy和1000 kGy。对比微纳米复合材料的实物图发现,随辐照剂量增加,试样的黄度逐渐增加,而随微纳米填料添加,复合材料的透明度逐渐变差。采用FTIR实验研究复合材料中的化学键与官能团的变化,结果表明,随辐照剂量从0 kGy增加至1000 kGy时,复合材料中的羰基吸收峰出现并且强度逐渐增加,氧化反应加剧。2.采用闪光导热仪对复合材料的导热率进行了测试,结果显示,未辐照时,随微纳米颗粒含量增加,复合材料的导热系数呈上升趋势。随辐照剂量增加,复合材料的导热系数先大幅降低后降低趋势变缓。采用差示扫描量热仪测量了复合材料的结晶度和熔点等参数。结果表明,未辐照时,随微纳米含量增加,复合材料的熔点和结晶度均降低。随辐照剂量增加,复合材料的熔点和结晶度均降低。采用索氏提取器测量了复合材料的凝胶含量。结果发现,微纳米颗粒含量对复合材料的凝胶含量影响不大。随辐照剂量增加时,复合材料的凝胶含量先明显增加,随后增加缓慢,转折点在500 kGy附近。复合材料的介电特性表明,随辐照剂量的增加,复合材料的相对常数和介电损耗均呈现上升的趋势。随微纳米颗粒的增加,复合材料的介电常数和介电损耗也明显增加。3.随微纳米填料含量增加,复合材料的陷阱能级深度先增加,然后逐渐减小,试样中的载流子迁移率先下降后上升,数据转折点发生在M0N5试样上。随γ线辐照剂量从0 kGy增加至1000 kGy,复合材料的陷阱能级呈现逐渐减小的趋势。但微米BN和纳米SiO₂的颗粒的加入,复合材料中陷阱能级减小的趋势被抑制,试样中的载流子迁移率基本呈增加的趋势。