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采用化学气相沉积法制备直线型的纳米碳纤维(CNFs)，采用微波法对CNFs进行表面化学改性，分别将Ni粒子、CNFs以及表面改性后的CNFs添加到半导电屏蔽料中，制成单层样片，再与LDPE复合制成双层结构，研究不同填料在聚合物中的掺杂与取向对复合材料电性能的影响。 采用纳米Cu做催化剂，在350℃条件下通过化学气相沉积法制备了直线型的CNFs，并采用微波法在CNFs表面沉积一层致密且分散性较好的Ni粒子对其进行表面金属化处理。 通过机械共混法制备双层样片。分别将Ni粒子、CNFs以及表面改性后的CNFs添加到半导电屏蔽料中，高温压制过程中在磨具两端施加磁场，表面改性的CNFs在半导电料中发生取向，再把这些样片与LDPE进行压制复合，形成双层样片。对添加有表面改性的CNFs的样片进行断面扫描分析，可以看到CNFs沿着取向的方向排列，添加物在基体中具有良好的分散性和界面结合性。 在室温下对制备的双层样片进行空间电荷分布以及介电常数的分析。对于半导电层/绝缘层双层样片，CNFs的掺杂在一定程度上束缚了半导电层内部杂质离子的移动，使各种杂质离子难以形成空间电荷包。对于纯Ni掺杂的样片，与不取向的样片对比，取向的样片在一定程度上改变了载流子的运输方式，抑制了空间电荷由电极向绝缘层的注入。对于表面改性的CNFs样片，短路时其残余的空间电荷量均很少，CNFs的取向掺杂增强了半导电层沿厚度方向对外加电场的削弱作用，使得注入绝缘层中的空间电荷量更少。 取向的表面改性CNFs对聚合物的介电常数影响较大，使其介电常数普遍下降。