向聚合物中添加无机纳米颗粒,可以改善其结晶行为和一系列介电性能。但由于纳米粒子粒径尺寸小,表面能大,在与聚合物共混过程中易发生团聚现象。而无机微米粒子具有优良的导热性能和耐电腐蚀性能,也可以作为填料加入到聚合物中对其进行改性。当微米粒子与纳米粒子按一定的比例配合加入到聚合物基体中,由于其微纳米之间的协同效应,有可能使得到的微纳米复合材料的电气性能有更大程度的提高。本文以低密度聚乙烯为基体,超声波剥离处理的蒙脱土粒子作为纳米填料,二氧化硅颗粒作为微米填料,采用熔融共混法分别制备了纯聚乙烯试样、纳米复合材料、微米复合材料和微-纳米复合材料。首先通过DSC试验和PLM试验对材料的微观结构进行了表征,应用红外光谱(FTIR)对材料进行了化学表征。然后对比研究了四种材料的介电强度、极化行为与介质损耗以及电导行为。最后对四种试样在不同电压等级和不同温度下进行了电树枝试验来研究材料的耐电树枝老化特性。试验结果表明,向聚乙烯中添加无机粒子改性可以改善聚乙烯的结晶,使结晶度提高并使晶胞尺寸减小且排列更加有序。无机粒子的加入并不会改变聚乙烯分子本身的结构,而是在两种无机粒子之间和无机粒子与基体之间形成了新的化学作用力。微米粒子加入会明显提高材料的击穿强度,而纳米粒子会使材料的击穿场强的分散性减小,其中微-纳米复合材料的击穿性能最优良。介质内部的极化行为会因无机粒子的加入而变得复杂,所以会有更多的界面损耗,而微-纳米复合材料由于粒子之间的协同效应会使损耗维持在一个相对偏低的水平。复合材料的电导率与纯聚乙烯试样相比有所降低,并且使温度对试样电导率的影响程度变小,无机粒子的加入会改善聚乙烯基体的介电性能。相同条件下,微-纳米复合材料中的电树枝生长长度最短且树枝形态更加稠密,说明其耐电树枝特性十分优良。并且高温情况下的电树枝由丛状向树枝状转变的临界温度点明显是微-纳米复合材料要高。说明电缆运行温度较高时,微-纳米复合材料更不容易由于电树枝的发展而导致击穿。