中文摘要：

通过在电场作用下进行聚合物/无机填料复合非线性绝缘材料的热压成型和交联，探明预加电场对复合材料微观结构和宏观介电性能的影响，并以此为途径研究聚合物/无机填料复合绝缘非线性特性生产机理；实验研究非线性绝缘介质在交流电压激励下的响应特性，在此基础上研制一套适合任何电压形式下、电导率和极化率均随电场变化而变化的各类非线性绝缘介电特性测试系统。在热压成型过程中施加电场的意义是探讨电场对聚合物及其复合材料在冷却时结晶、凝聚等物理过程的影响，而在交联过程施加电场则探索电场对交联化学过程的影响，从而探索应用电场控制复合非线性绝缘的微观结构。聚合物/无机填料复合绝缘非线性机理研究和测试技术研究为高性能非线性绝缘材料（即所谓的智能绝缘材料）的研究、开发奠定理论基础和物质基础。

结论摘要：

提出了采用场致电导率与以电场强度、电场强度对时间变化率为函数的相对介电常数描述时变电场下非线性绝缘介质介电特性的表征技术，该表征方法可提供适合于工程上应用非线性绝缘介质绝缘结构设计时电场数值分析所需要的参数。提出了采用电场强度对时间变化率为常数的三角波和梯形波电压作为激励在平板电极下进行非线性绝缘介质介电性能的测试技术，并基于虚拟仪器技术开发了相应的测试系统。提出了基于时域上的加权最小二乘阻性电流和容性电流分解技术，可实现电导率、相对介电常数与电场强度关系的测量。测试技术研究和测试系统的开发，为深入研究聚合物基非线性绝缘介质介电性能的研究提供了物质基础。大量实验研究发现了聚合物基非线性绝缘介质的预电应力效应，即在材料制备过程中施加与测试和应用时方向相同的电场可提高材料的非线性程度。预电应力效应与无机填料浓度效应相似。预电应力效应的发现证实了通过电场调制复合材料的微结构和宏观性能的可行性。通过含有非线性绝缘介质绝缘结构瞬态电场的数值分析，证实非线性绝缘介质改善电场分布的本质是空间电荷行为，而空间电荷的建立过程是一种非德拜松弛的慢极化过程。