【作者】 张科； 成永红； 谢小军； 玉素娇； 常远；

【机构】 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室； 早稻田大学电机工程学和生物科学系；

【摘要】 聚乙烯性能优良,是一种重要的工业材料。但是聚乙烯中的一些化学缺陷对其介电性能有很大的影响,因此必须对含有缺陷聚乙烯的介电性能进行研究。然而以前的研究主要是介电性能的测试和缺陷特性的分子模拟仿真。本文主要采用分子模拟技术,运用分子动力学原理解决计算聚乙烯材料的介电的微观特性问题,并有效分析与介电性能有关的微观结构,对聚乙烯介电特性的微观角度分析有很重要的意义。首先建立含有缺陷聚乙烯晶胞结构,晶胞中有60个分子链。对晶胞结构进行动态优化和分子动力学计算之后,通过形态学分析,可以得到其热力学性质晶胞结构参数和动力学性质自相关偶极矩。根据自相关偶极矩函数DACF和Kohlraush-Williams-Watts表达式计算出复介电常数的频谱和温谱。通过分析可以得到以下结论:介电常数ε"_max/△ε和含有缺陷聚乙烯的松弛时间τ_KWW（T）之间呈正相关,即对于松弛时间τ_KWW（T）比较大的缺陷聚乙烯,其介电常数ε"_max/△ε相应的之比较大;缺陷的聚乙烯陷阱深度越大,则其介电常数ε"_max/△ε也越大;分子链柔顺性越好的含缺陷聚乙烯,其特征比C越大,介电常数△ε和ε"_max也越大;验证了聚乙烯介电常数频谱的移峰效应。更多还原