纳米SiO2∕LDPE复合介质的有限元数值仿真.pdfVIP

2012 年第1 期 电线电缆 2012 年2 月 No． 1 2012 Electric Wire ＆ Cable Feb． ，2012 纳米SiO2 / LDPE 复合介质的有限元数值仿真 兰 莉， 吴建东， 郑 煜， 尹 毅， 肖登明 (上海交通大学电气工程系，上海200240) 摘要:纳米尺度下的界面结构是纳米复合材料的一个重要结构特征。建立了包含纳米颗粒、聚乙烯基质和界 面层三相结构的复合介质仿真模型，在三维空间下对不同填充浓度的纳米SiO2 / LDPE 复合介质的极化电流 和去极化电流进行了有限元仿真计算。为了验证这种三相模型的准确性，将仿真结果与实验结果进行了对 比。结果表明，仿真电流和实验电流的整体变化趋势是一致的，尤其是在填充浓度比较低的情况下(小于1% wt)，电流的起始幅值和随浓度变化的规律都和实验结果比较一致。但是仿真电流的衰减速率普遍比实验结 果要小，尤其是当填充浓度比较大时(大于2% wt)，两者相差较大。因此用这种三相模型来进行纳米复合介 质的仿真计算是可行的，但是还需要进一步的完善。 关键词:纳米复合介质; 三相复合介质模型; 极化电流; 去极化电流 中图分类号:TM215 ． 1 文献标识码:A 文章编号:1672-6901 (2012)01-0038-05 Finite Element Simultion of LDPE / SiO2 Nanocomposite LAN Li ，WU Jian-dong ，ZHENG Yu ，YIN Yi ，XIAO Deng-ming (Department of Electrical Engineering ，Shanghai Jiaotong University ，Shanghai 200240 ，China) Abstract :Interfaces ，in nanometric dimension ，are the most prominent feature in nanocomposites． A three-dimen- sional three-phase model intended to describe the current behaviors of LDPE / SiO nanocomposite under DC voltage 2 was presented． The polarization current and depolarization current were simulated by finite element method based on this model． In order to verify the feasibility of this model ，practical current in LDPE / SiO2 nanocomposites filled with different content of nano silica were measured ，respectively． It is shown that the trends of simulsted currents and prac- tical currents are the simular ，especially under low doping concentration (below 1% wt in this article)． However ， th