聚乙烯分子结构对称,不含极性基团,具有良好的电绝缘性能,是电气绝缘领域应用最为广泛的塑料之一,但长期在高电场作用下容易产生电树枝导致绝缘老化。为了提高聚乙烯的耐电树枝化性能,各国学者研究了多种聚乙烯改性方法,本文采用具有2:1型片层结构的蒙脱土对聚乙烯进行改性。本文采用熔融插层法制取聚乙烯/蒙脱土复合材料。通过偏光显微镜观察了聚乙烯的结晶形态,使用原子力显微镜对聚乙烯/蒙脱土复合材料进行了显微结构表征,结果表明所制备的材料为纳米复合材料。文中利用数字摄像和局部放电检测联合测量装置对比研究了聚乙烯和聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的耐树枝化性能及电树枝生长过程中局部放电信号的变化情况。实验结果表明,相同条件下,与聚乙烯相比,聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料引发的电树枝分散性小;电树枝形状主要为丛状;电压施加360min时的树枝长度短;电树生长过程中的分形维数大;局部放电量小,放电稀疏,并存在放电熄灭现象。这些结果均表明了聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料有效的抑制了电树的生长,改善了聚乙烯耐电树枝化性能。此外,还研究了电压等级对聚乙烯和聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料引发电树枝的影响,结果显示出施加电压等级越高,两种材料中电树枝生长速度越快,但电树枝形状的变化不同。为了进一步研究聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的耐树枝化机理,对聚乙烯和聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料进行了热激电流谱和能级分布测量。其结果显示:与聚乙烯相比,聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料具有能级密度较大的浅陷阱能级和能级密度较小的深陷阱能级,因此可以调制载流子的浓度和迁移率,减少热电子的形成,从而有效抑制电树枝的生长。