DOI: 10.1002/pc.25728
納米填料的形態和粒徑對其在聚合物基體中的微觀分布參數和復合材料的宏觀性能有著特定的影響。本研究采用溶膠-凝膠法制備了不同粒徑的鉍鐵氧體納米粒子（BFO），并通過靜電紡絲法合成了鉍鐵氧體納米纖維（fBFO），然后與環氧樹脂共混作為填料，制備了含多種填料濃度的環氧復合材料。采用SEM和XRD對填料的形貌和晶體結構進行了表征。研究了填料形態和顆粒尺寸對復合材料表面絕緣性能的影響。研究發現，fBFO納米纖維在環氧基體中具有較好的分散性，而fBFO/EP復合材料具有更優異的表面絕緣性能。同時，隨著填料粒徑的增加，BFO/EP復合材料的閃絡電壓增大。最后，建立了EP復合材料內部電場的仿真模型，并通過等溫表面電位衰減法計算了陷阱分布。進一步分析了填料形態和粒徑對EP復合材料表面絕緣性能的影響機理。BFO顆粒和納米纖維作為與環氧樹脂共混的填料具有巨大的工程應用潛力。
圖1.大氣環境中的直流閃絡實驗平臺[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖2.電荷耗散的實驗平臺[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖3.BFO和fBFO的SEM圖像。BFO，鉍鐵氧體納米粒子；fBFO，鉍鐵氧體納米纖維
圖4.A：BFO顆粒填料和B：fBFO納米纖維煅燒前后的XRD衍射圖。BFO，鉍鐵氧體納米粒子；fBFO，鉍鐵氧體納米纖維[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖5.納米填料在樣品中的分散度，A：2wt％BFO/EP，B：8wt％BFO/EP，C：16wt％BFO/EP，D：2wt％fBFO/EP，E：8wt％fBFO/EP，F：16wt％fBFO/EP。BFO，鉍鐵氧體納米粒子；fBFO，鉍鐵氧體納米纖維[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖6.表面閃絡電壓測試的結果[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖7.不同粒徑的BFO/EP復合材料的飛弧電壓。BFO，鉍鐵氧體納米顆粒[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖8.BFO/EP和fBFO/EP復合材料的表面陷阱分布。BFO，鉍鐵氧體納米粒子；fBFO，鉍鐵氧體納米纖維[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖9.EP復合材料表面閃絡的形成過程[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖10.電場分布的有限元分析，A：BFO/EP，B：fBFO/EP。BFO，鉍鐵氧體納米粒子；fBFO，鉍鐵氧體納米纖維[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖11.8wt％BFO/EP復合材料的表面陷阱分布。BFO，鉍鐵氧體納米顆粒[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖12.電場分布的有限元分析，A：＃3 BFO/EP，B：＃ 2BFO/EP。BFO，鉍鐵氧體納米顆粒[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
