为了分析不同纳米氧化镁含量对聚丙烯薄膜击穿特性的影响，对不同氧化镁含量(<0.5%, 1%, 1.5%, 2%)的厚度为100 }m的改性聚丙烯薄膜在电极间距为4mm的针一棒电极下进行击穿实验，经过韦伯分布处理后的实验结果如图4-34和4-35所示，随着纳米颗粒含量的增加，击穿电压呈现先上升后下降的趋势，其中当纳米氧化镁含量为1 0}o，击穿电压达到最大值，为17.83 kV。同时与未添加纳米颗粒的聚丙烯相比，添加纳米颗粒的改性聚丙烯在击穿电压均有一定程度上的提升。这主要是因为纳米颗粒的添加会在聚合物基体中引入大量的颗粒和基体之间的界面区，该界面区的性能与原聚合物基体不同，从而使得纳米复合材料表现出了更加优异的性质。特别是纳米颗粒与基体之间的界面区可能会改变原聚合物基体中的陷阱能级和分布，从而改变载流子的输运特性，抑制空间电荷积聚，提高击穿场强。然而当纳米氧化镁含量进一步增加时，击穿电压反而下降，这可能与高纳米颗粒含量材料中出现的大的团聚颗粒有关，团聚使得颗粒与基体之间介电常数和电导率的不匹配变得更加明显，从而在团聚颗粒的周围形成电场畸变，降低击穿场强。另外，从图4-35中可以发现，随着极化/去极化时间的增加，改性聚丙烯薄膜的击穿电压也呈现下降的趋势，这与纯聚丙烯出现的情况相同。当纳米氧化镁含量为1 0}o，击穿电压下降的速度最慢，受极化/去极化的影响最小，表现出了更优异的电气性能。当纳米氧化镁含量增大到2%时，击穿电压下降速度最快，受极化/去极化的影响最大。
如图4-36和4-37所示，利用两种图像提取方法对改性聚丙烯薄膜在不同纳米氧化镁含量下的击穿孔和碳化区进行计算分析，可以得出随着纳米颗粒含量的增加，击穿孔面积和角二阶矩阵都表现出先增加后减少的趋势，当纳米氧化镁含量为1 0}o时，击穿孔面积和角二阶矩阵达到最大值。这与击穿电压和击穿电流随纳米颗粒含量的增加而表现出先增大后减小的趋势有关，即产生的能量也有相同的变化趋势，从而对薄膜造成相应的破坏。另外，随着极化/去极化时间的增加，改性聚丙烯薄膜的击穿孔面积和角二阶矩阵也呈现下降的趋势，这与纯聚丙烯出现的情况相同。当纳米氧化镁含量为1 0}o，击穿孔面积和角二阶矩阵的减小速度最慢，而当纳米氧化镁含量增大到2%时，击穿孔面积和角二阶矩阵下降速度最快，受极化/去极化的影响最大。
