I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 4 ,   No . 3 Dec em b er   2015 ,   p p .   1 2 6 ~1 3 6   I SS N:  2252 - 8792          126       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J APE   Practical M ea sur e m e nts  f o r Elec tri c P ro per ties  o f  P o ly ethylene  Na no co m po site T hin Fil m s   u nder   Ther m a l  Conditi o ns         Ah m ed  T ha bet * ,   Yo us s ef   M o ba ra k **   *   N a n o tec h n o lo g y   Re s e a rc h   Ce n tre,  F a c u lt y   o f   En e rg y   En g in e e rin g ,   A s w a n   Un iv e rsit y ,   A s wa n ,   Eg y p t   * *   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g i n e e rin g ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ra b ig h ,   Kin g   A b d u laz iz Un iv e rsity ,   S a u d A ra b ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 ,   2 0 1 5   R ev i s ed   No v   1 5 ,   2 0 1 5   A cc ep ted   No v   26 ,   2 0 1 5       P o ly m e r   p ro p e rti e c a n   b e   e x p e ri m e n tally   tailo re d   b y   a d d in g   s m a l a m o u n ts   o f   d iff e r e n n a n o p a rti c les   to   e n h a n c e   it m e c h a n ica l,   th e rm a a n d   e lec tri c a l   p ro p e rti e s;  th u s ,   it   h a b e e n   wid e ly   a n ti c ip a ted   th a th e   c o m b in a ti o n   o f   n a n o p a rti c les   w it h   trad it io n a r e si n   sy ste m s.  T h is  p a p e h a b e e n   stu d ie d   th e   e n h a n c e m e n a n d   c o n tro ll in g   e lec tri c   a n d   d iele c tri c   p ro p e rti e o f   lo w   d e n sit y   p o ly e th y l e n e   (L DP E),   a n d   h ig h   d e n sity   p o ly e th y len e   (HD P E p o ly m e r   m a teria ls  b y   c o st - f e w e n a n o p a rti c les .   Ce rtain   p e rc e n tag e o f   c la y   a n d   f u m e d   sili c a   n a n o p a rti c les   h a v e   b e e n   e n h a n c e d   e lec tri c   a n d   d iele c tri c   p ro p e rti e o p o ly e th y l e n e   n a n o c o m p o site  f il m s.  Die le c tri c   sp e c tro sc o p y   h a b e e n   m e a su re d   th e   e lec tri c   a n d   d i e lec tri c   p ro p e rti e o f   e a c h   p o ly e th y len e   n a n o c o m p o site  w it h   a n d   w it h o u n a n o p a rti c les   a v a rio u f re q u e n c ies   u p   to 1 k Hz   u n d e d if f e r e n th e rm a c o n d i ti o n (2 0 o C   a n d   6 0 o C) .   A lso ,   it   h a b e e n   in v e stig a ted   th e   o p ti m u m   t y p e a n d   p e rc e n tag e o c o st - f e we r   n a n o p a rti c les   f o e n h a n c in g   e lec tr ic an d   d iele c tri c   c h a ra c teriz a ti o n   a lo w   a n h ig h   tem p e ra tu re s.   K ey w o r d :   Dielec tr ic  p r o p er ties   E lectr ic  p r o p e r ties   Nan o co m p o s ite   Nan o p ar ticles   P o ly m er s      P o ly et h y le n e   Co p y rig h ©   2 0 1 5   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yo u s s e f   Mo b ar ak   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   F a c u lt y   o f   En e rg y   En g in e e rin g ,   As wa n   Un iv e rsit y ,   8 1 5 2 8 ,   A s w an ,   E g y p t.   E m ail:  y s o li m a n @ a s w u . ed u . eg       1.   I NT RO D UCT I O N   Nan o co m p o s ite   f il m s   r ep r ese n v er y   attr ac ti v r o u te  to   u p g r ad an d   d iv er s i f y   p r o p er ties   o f   t h e   p o ly m er s .   Na n o - f iller - f illed   p o ly m er s   m i g h b d if f er e n tiate d   f r o m   m icr o - f il ler - f illed   p o l y m er s   i n   th r ee   m aj o r   asp ec ts   t h at  t h n a n o co m p o s i te  f i l m s   n o r m all y   co n tai n   s m aller   a m o u n t s ,   ar i n   r an g o f   n an o p ar ticles   an d   h av tr e m e n d o u s l y   lar g s p ec if ic  s u r f ac ar ea .   A ll  t h e s ch ar ac ter is tic s   ar r ef lec te d   in   t h eir   m ater ial  p r o p er ties   [ 1 ] .   I n   g e n er al,   f i lle r s   ar ad d ed   to   p o ly m er ic  m a t er ials   i n   o r d er   to   en h a n ce   t h er m al  a n d   m ec h a n ical  p r o p er ties .   Ov er   th p as f e w   y ea r s   t h er h av e   b ee n   f e w   n u m b er s   o f   r esear ch e s   o n   th e   ef f ec o f   f iller s   o n   d i - elec tr ic  p r o p er ties   o f   p o ly m er s   [ 2 - 3 ] .   E lem en tal  p r o p er ties   ar u s u all y   in te g r ated   o v er   m ac r o s co p ic  v o lu m es   to   r ea ch   e x p lan at io n s   f o r   m ac r o s co p ic  p r o p er ties   [ 7 - 9 ] .   T h n e w   d e v elo p m e n ts   i n   n a n o - s cien ce   an d   tech n o lo g y   s to p   s h o r o f   t h f i n al   i n teg r atio n   a n d   co n s id er   w h at   s p ec ial  p r o p er ties   ar p r esen t   at   th e   n an o m etr ic  lev el  a n d   h o w   t h e y   m i g h b ex p lo ited .   T h is   is   m e s o - w o r ld   b et w ee n   q u an t u m   a n d   co n tin u u m   s cien ce .   Fo r   in s ta n ce ,   d i - elec tr ic  p r o p er ties   o f   ele m e n tar y   u n i ts   i n cl u d m ac r o m o lecu le s ,   m o n o - la y er s   an d   m eso m etr ic  p ar ticle s .   T h u s ,   t h d ielec tr ic  co m p o s it io n   c h ar a cter is tics   w o u ld   r e f lect   o n   th e   m ater ial  p r o p er ties   an d   s o   it  w i ll  b a f f ec ti n g   o n   th e   p er f o r m a n ce   o f   AC   a n d   DC   ap p licatio n s   [ 1 0 - 1 2 ] .   T h s h if f r o m   ce r a m i c   elec tr ic  in s u lati n g   m ater ials   ( e. g .   p o r ce lain   a n d   g las s )   a n d   f r o m   o il - p ap er   i n s u latio n s   to   p o ly m er ic  m ater ial s   h as  b ee n   t h m aj o r   ch an g in   th f ield   o f   h ig h   v o ltag i n s u latio n   t ec h n o lo g y   d u r i n g   t h e   p ast  th r ee   d ec ad es.   T o d ay   p o l y m er s   ar w id el y   u s ed   in   m o s t   o f   t h h i g h   v o lta g eq u ip m e n t,  e. g .   p o w er   tr a n s f o r m er s ,   i n s u lato r s ,   ca p ac ito r s ,   r ea cto r s ,   s u r g e   ar r ester s ,   c u r r en a n d   v o ltag s e n s o r s ,   b u s h in g s ,   p o w er   ca b le s   an d   ter m i n atio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       P r a ctica l Mea s u r eme n ts   fo r   E lectric P r o p erti e s   o f P o lyeth ylen N a n o co mp o s ite…  ( Yo u s s e f Mo b a r a k )   127   T h w id p o s s ib ilit ies   o f   th ex i s ti n g   p o l y m er s   a n d ,   p ar ticu lar l y ,   th e   h u g s ce n ar io s   o f   n e w   p o l y m er   co m p o s i tes  i n   h ig h   v o lta g te ch n o lo g y   i n s p ir es  th r e s ea r ch er s   o f   th f ield   to   i n n o v ate  n e w   m ater ial s   an d   to   s tu d y   t h eir   p r o p er ties .   R esear c h   w o r k   o n   n o v e l   p o l y m er   m at er ials   is   o f   g r ea s i g n if ica n ce   b o th   n atio n all y   a n d   in ter n a tio n all y   i n   th f ield   o f   p o w er   en g i n ee r i n g ,   h ig h   v o ltag tech n o lo g y   a n d   en v ir o n m e n tal  tec h n o lo g y   d u e   to   th in cr ea s in g   d e m a n d s   o f   m o r co s t - e f f ec tiv e,   e f f icie n t ,   r eliab le  an d   en v ir o n m e n tall y   s ati s f ac to r y   h i g h   v o ltag eq u ip m e n t.      P ar ticu la r l y ,   th er i s   n ee d   f o r   d ev e lo p in g   r a n g o f   co m p ac d ev ic es  an d   ac ce s s o r ies,   f o r   b o th   o u td o o r   an d   in d o o r   c o n d itio n s ,   i n   w h ic h   n o v el  an d   m o r r eliab le  in s u latio n   s y s tem s   w il p la y   th k e y   r o le.   Nan o - m ater ial s ,   in   f o r m   o f   p o ly m er ic  n an o co m p o s i te s ,   ar f o r eseen   as  ex ce lle n ca n d id ates  ab le  to   f u lf i ll  t h n e w   r eq u ir e m e n ts .   Nan o - f iller - f illed   p o l y m er s   m i g h b d i f f er e n tiated   f r o m   m icr o - f iller - f illed   p o ly m er s   i n   t h r ee   m aj o r   asp e cts  th a th e   n a n o co m p o s ite s   n o r m al l y   co n tai n   s m aller   a m o u n ts ,   ar i n   r an g o f   n an o - m eter s   i n   s ize   an d   h av tr e m en d o u s l y   lar g s p ec if ic   s u r f ac ar ea .   A ll  th e s ch ar ac te r is tics   ar r ef lecte d   in   th e ir   m ater ial  p r o p er ties   [ 1 3 - 1 8 ] .   P o ly m er   n a n o co m p o s ite  f il m s   h a v attr ac ted   w id in ter est  w it h   r eg ar d   to   en h an c in g   p o ly m er   p r o p er ties   an d   ex ten d i n g   th eir       u tili t y   in   r ec e n y ea r s .   T h n an o co m p o s i te  m a ter ial  w h ic h   t h n a n o p ar ticles   ar ev en l y   d is tr ib u ted   in   th e   p o ly m er   m ater ial  attr ac ts   a tten tio n   as  a n   i n s u lati n g   m a ter ial  b ec au s t h e   p r o p er ties   o f   th o r ig i n al  m a ter ial  ca n   b d r asti ca ll y   i m p r o v ed   b y   ad d in g   f e w   p er ce n o f   n a n o p ar ticles.   L DP E   is   w id el y   u s ed   as  an   i n s u lati n g   m ater ial  f o r   p o w er   ca b les.  E lectr ical  in s u lati n g   p o ly m er s   ar u s u all y   m o d i f ied   w it h   i n o r g an ic  f i lle r s   to   i m p r o v elec tr ical ,   m ec h an ica l,  th er m al  p r o p er ties .   Gen er all y ,   i n o r g a n ic   f iller s   ar d is p er s ed   n o n - u n i f o r m l y   in   t h p o l y m er   m atr i x ,   an d   th ir r e g u lar   i n ter f ac es  ar u s u all y   elec tr icall y   w ea k   s p o ts .   I i s   w ell  k n o w n   th at  elec tr ical  p r o p er ties   o f   i n s u lat in g   p o l y m er   co m p o s ite s   d ep en d   s tr o n g l y   o n   th eir   m icr o s tr u ct u r es.  I n   p ar ti cu lar ,   th s ize  an d   s h ap o f   t h f iller s ,   t h d is p er s io n   o f   t h f iller s ,   t h f iller - f iller ,   f iller - m atr i x   i n ter ac tio n s   i n cl u d in g   in ter f ac ial  s tr a in ,   d ir ec tl y   a f f ec th elec t r ical  p r o p e r ties   o f   co m p o s i tes  [ 1 9 - 2 5 ] .   L DP E   is   w id el y   u s ed   as  d ielec tr ic  i n s u latio n   o f   p o w er   ca b le.   Na n o p ar ticles/ p o l y m er   co m p o s i tes  ar n o w   o f   co n s i d er ab le  in ter est  f o r   th eir   s p ec if ic  elec tr ical  p r o p er ties .   I is   r ec o g n ized   t h at  t h e   in ter f ac e s   b et w ee n   th h o s d ielec tr ic  an d   th n an o m etr i p ar ticles  ca n   s tr o n g l y   i n f l u en ce   t h d ielec tr ic   p r o p er ties   o f   th co m p o s ite  m ater ial  as  w h o le.   Si n ce   in ter f ac es  d o m i n ate  d ielec tr ic  s itu atio n s   at  th i s   lev el ,   n an o d ielec tr ics  a n d   in ter f ac e s   b ec o m i n ex tr icab le.   L o w   f r eq u en c y   p o lar izatio n   is   t y p e   o f   p o lar izatio n   co n ce r n i n g   to   i n ter f ac e   p o lar izatio n ,   a n d   it  s tr o n g l y   r elate s   to   th e   s p ac c h ar g e   s to r ag e   a n d   tr an s p o r tatio n   i n   d ielec tr ic  m ater ials   [ 26 - 32 ] .     As  o f   n o w ,   w o r k   is   u n d er w a y   to   e x a m in t h p h y s ical  p r o p er ties   o f   n an o co m p o s i te  m ater ial s   co m p o s ed   o f   n an o p ar ticles  o f   m etal s   an d   th eir   co m p o u n d s   s tab ilized   w it h in   p o ly m er ic  d ielec tr ic  m atr i x   . I n   r ec en y ea r s   p o ly m er   n a n o c o m p o s i te  f il m s   h a v attr ac ted   w id in ter e s w it h   r eg ar d   to   en h a n ci n g   p o l y m er   p r o p er ties   an d   ex te n d in g   t h eir   u tili t y .   I h a s   b ee n   f o u n d   th at  th e   d ielec tr ic  p r o p er ties   h av clo s e   r elatio n s h ip   w it h   t h i n ter f ac ial  b eh av io r   b et w ee n   t h n a n o p ar ticles  an d   t h p o l y m e r   m atr i x   in   s u c h   n a n o co m p o s ite   f il m s   [ 3 3 - 3 9 ] .   R ec en tl y ,   th ef f ec ts   o f   n a n o p ar ticles  in   v ar ian p o l y m er s   h a v e   b ee n   d em o n s t r ated   to   b h ig h l y   elec tr ic  p er f o r m a n ce   d ep en d en o n   th s ize,   s tr u ct u r e,   an d   co n ce n tr atio n   o f   th n a n o p ar ticles,  as  w ell  a s   o n   th t y p o f   p o l y m er ic  m atr i x   to   b r eliab le  in   in d u s tr ies [ 4 0 - 4 8 ] .         W ith   co n ti n u al   p r o g r ess   in   p o l y m er   n a n o co m p o s ite  f i l m s ,   th e   m ai n   o b j ec tiv o f   th is   s tu d y   i s   t o   s y n t h esize  elec tr ical  i n s u lati n g   p o ly m er   n a n o co m p o s ite  f il m s   to   ac h ie v m o r co s t - e f f ec tiv e,   en er g y - e f f ec tiv e   an d   h e n ce   en v ir o n m e n tall y   b e tter   m ater ia ls   f o r   t h e lectr ical   in s u latio n   tech n o lo g y .   T h is   r esear ch   d ep icts   t h ef f ec ts   o f   t y p es  a n d   co n ce n tr atio n   o f   co s t - f e w er   n a n o p ar ticles  in   e lectr ical  p r o p er ties   o f   in d u s tr ial  p o l y m er   m ater ial.   E x p er i m e n tal  r es u lt s   h av b ee n   an a l y ze d   an d   d is cu s s ed   th ef f ec t s   o f   cla y   an d   f u m ed   s ilica   n an o p ar ticles  w it h   v ar io u s   v o lu m f r ac tio n s   a n d   te m p er atu r es  o n   elec tr ic  an d   d ielec tr ic  p r o p er ties   o f   p o ly et h y len e.       2.   E XP E R I M E NT A L   SE T UP   2 . 1 .     Na no pa rt icles        Nan o p ar ticles  o f   C la y   a n d   f u m ed   s ilica  ar s p h er ical  p a r ticle  s h ap ( Dia. 1 0 n m )   an d   h av e   th e   m o s i m p o r ta n ch ar ac ter is t ic s   f o r   en h an c in g   p o l y m er   ap p licatio n s .   C o s t - f e w er   cla y   n a n o p ar ticles  ar ca tal y s t   to   b th e   b est  f iller   a m o n g   n a n o p ar ticles   in d u s tr ial   m a ter ials .   On   t h o th er   w is e,   f u m ed   s i li ca   is   a   f lu f f y   w h ite   p o w d er   w it h   an   e x tr e m el y   lo d en s it y .       2 . 2     P o ly et hy lene  ba s m a t rix   po ly m er           Po ly et h y len e   is   th er m o p last ic   m ad f r o m   p etr o leu m ,   a n d   it  is   u n r ea c ti v at  r o o m   te m p er at u r es ex ce p b y   s tr o n g   o x id izi n g   ag en ts ,   an d   s o m s o lv e n ts   ca u s e   s w el lin g .   I ca n   w i th s ta n d   tem p er at u r es  o f   8 0 °C   co n tin u o u s l y   a n d   9 5 °C   f o r   a   s h o r ti m e.   T h is   p o l y m er   is   c o m m er cial l y   av ai lab le  m ater ia alr ea d y   i n   u s i n   th m a n u f ac t u r in g   o f   h i g h - v o ltag i n d u s tr ial  p r o d u ct s .   T h u s ,   p o l y et h y len e   ( L DP E   an d   HDP E )   h as  b ee n   s tu d ied   h er w h ic h   h as   b ee n   f o r m u lated   u t ilizi n g   v ar ia n t   p er ce n tag es   o f   n a n o p ar ticles  o f   cla y   a n d   f u m ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I J A P E   Vo l 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   201 5 :   1 2 6     1 3 6   128   s ilica.   T h b ase  o f   all  n an o co m p o s i te  p o ly m er   m a ter ials   h av b ee n   m ea s u r ed   th eir   elec tr ic  an d   d ielec tr ic  p r o p er ties   af ter   m an u f ac tu r i n g   an d   d etailed   as  s h o w n   in   t ab le  1 .     Po ly et h y len n a n o co m p o s ite  f il m s   h av e   b ee n   p r ep ar e d   an d   f ab r icate d   b y   u s i n g   r ec en n an o tec h n o lo g y   s ta g es   of   m elti n g   p o ly e t h y le n e   ( L DP E ,   an d   HDP E ) ,   m i x i n g   a n d   p en etr at in g   n a n o p ar ticles  i n s id e   t h b ase  m atr i x   p o l y et h y len e   b y   m o d er n   u l tr aso n ic   d ev ices.   SEM   i m a g es   f o r   p o l y et h y le n e   n a n o co m p o s ite   f i l m s   ill u s tr ate   p en etr atio n   o f   n an o p ar ticles  i n s id lo w - d en s it y   p o l y e th y le n e   an d   h ig h - d en s it y   p o l y eth y le n e   as s h o w n   i n   Fi g u r e 1.       T ab le  1 .   Dielec tr ic  p r o p er ties   o f   p u r an d   n a n o co m p o s ite  m ater ials   C h a r a c t e r i st i c s   D i e l e c t r i c   c o n s t a n t   R e si st i v i t y   ( . m)   M a t e r i a l s   L D P E   H D P E   L D P E   H D P E   P u r e   2 . 3   2.3   10 14   10 15   1 %w t   C l a y   2 . 2 3   2.23   10 15   10 16   5 %w t   C l a y   1 . 9 9   1.99   10 15 - 10 18   10 16 - 10 19   1 0 %w t   C l a y   1 . 7 6   1.76   10 18 - 10 20   10 19 - 10 21   1 %w t   F u me d   S i l i c a   2 . 3 2   2.32   10 13   10 14   5 %w t   F u me d   S i l i c a   2 . 3 9   2.39   10 13 - 10 11   10 14 - 10 12   1 0 %w t   F u me d   S i l i c a   2 . 4 9   2.49   10 11 - 10 9   10 12 - 10 10                                                      ( a)   C la y / L DP E   n an o co m p o s ite                           ( b )   Fu m ed   s ilica/ L DP E   n a n o co m p o s i te                                             ( c )   C la y /HDP E   n a n o co m p o s ite                                          ( d )   Fu m ed   s ilica/ HDP E   n an o c o m p o s i te   Fig u r e   1 .   SEM   i m a g es  f o r   p o l y eth y le n n a n o co m p o s ite  f il m s       2 . 3 .     E lect ric  cha ra ct er iza t io m ea s ure m ent s     Fig u r e   2   s h o w s   HI OKI   3 5 2 2 - 5 0   L C R   Hi - te s ter   d ev i ce   th at   m ea s u r ed   ch ar ac ter izatio n   o f   n an o co m p o s i te  in s u lat io n   in d u s tr ial  m a ter ials ,   it  h a s   b ee n   u s ed   f o r   m ea s u r i n g   elec t r ical  p ar am eter s   o f   n an o m etr ic  s o lid   d ielec tr ic  in s u latio n   s p ec i m e n s   at  v ar io u s   f r eq u en cie s .   Sp ec if icati o n   o f   L C R   is   P o w e r   s u p p l y :   1 0 0 ,   1 2 0 ,   2 2 0   o r   2 4 0 ( ± 1 0 %)  AC   ( s elec tab le) ,   5 0 /6 0 Hz,   an d   Fre q u en c y D C ,   1 MH to   1 0 0   k Hz,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       P r a ctica l Mea s u r eme n ts   fo r   E lectric P r o p erti e s   o f P o lyeth ylen N a n o co mp o s ite…  ( Yo u s s e f Mo b a r a k )   129   Dis p la y   Scr ee n L C w it h   b ac k li g h 9 9 9 9 9   ( f u ll  5   d ig its ) ,   B asic  A cc u r ac y Z ±   0 . 0 8 r d g .   θ:  ± 0 . 0 5 ˚ ,   an d   E x ter n al  D C   b ias ± 4 0 m ax . ( o p ti o n )   ( 3 5 2 2 - 5 0   u s ed   alo n ± 1 0 Vm a x . u s i n g   9 2 6 8   ± 4 0 Vm ax . ) .               Fig u r e   2 .   HI OKI   3 5 2 2 - 5 0   L C R   Hi - test er   d ev ice .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Dielec tr ic  s p ec tr o s co p y   i s   p o w er f u e x p er i m e n tal  m e th o d   to   in v es tig a te  th d y n a m ical  b eh av io r   o f   s a m p le  th r o u g h   th an a l y s is   o f   its   f r eq u e n c y   d ep en d en d i elec tr ic  r esp o n s e.   T h is   tech n i q u is   b ased   o n   th e   m ea s u r e m e n o f   t h r esis tan ce ,   co n d u ctan ce ,   an d   s u s ce p tan ce   as  f u n c tio n   o f   f r eq u en c y   o f   s a m p le   s an d w ic h ed   b et w ee n   t w o   ele ctr o d es.  T h co n d u cta n ce   an d   s u s ce p ta n ce   w er e   m ea s u r ed   as  f u n c tio n   o f   f r eq u en c y   1   k Hz  at  r o o m   te m p er atu r ( 2 0 o C )   u n d er   d if f er e n te m p er atu r es  f o r   all  th te s t sa m p les.      3 . 1 .     E lect ric  pro pert ies o f   lo w - de ns it y   po ly et hy lene  Na no co m po s it f il m s     3 . 1 . 1 .   E f f ec t s   o f   c o s t - f e w er   n a no pa rt icles o n c o nd uct a nce  pro pert y   Fig u r e .   3   d ep icts   th co n d u cta n ce   o f   cla y / L DP E   n an o co m p o s ite  f i l m s   d ec r ea s es  w i th   in cr ea s in g   p er ce n tag o f   cla y   n a n o p ar ticles  i n   t h n a n o co m p o s ite  u p   t o   5 % w at   r o o m   te m p er at u r ( 2 0 o C ) ,   b u t,  u n d er   h ig h   t h er m a co n d itio n s ,   th e   co n d u ctan ce   o f   cla y / L DP E   n an o co m p o s ite  f il m s   in cr ea s es  w it h   i n cr ea s i n g   p er ce n tag o f   cla y   n a n o p ar ticles  i n   t h n a n o co m p o s ite  u p   to   5 % w t .     T h er ef o r e,   r is i n g   te m p er at u r o f   n an o co m p o s i te  m ater ials   c h a n g e s   n an o p ar ticles  te m p er at u r es  th a c h a n g in g   elec tr ic  co n d u cta n ce   b eh a v io r   o v er   th n o r m a l c o n d itio n s .           Fig u r e   3 : M ea s u r ed   co n d u cta n ce   o f   cla y / L DP E   n a n o co m p o s i te  f il m s     0 2 E- 0 8 4 E- 0 8 6 E- 0 8 8 E- 0 8 0 . 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 C o n d u c t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   LD P P u r e LD P E+ 1 % C l a y ,   2 0 o C LD P E+ 5 % C l a y ,   2 0 o C LD P E+ 1 % C l a y ,   6 0 o C LD P E+ 5 % C l a y ,   6 0 o C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I J A P E   Vo l 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   201 5 :   1 2 6     1 3 6   130   On   t h e   o th er w i s e,   Fi g u r e   4   s h o w s   t h co n d u ctan ce   o f   th e   te s ted   s a m p les   as  a   f u n ctio n   o f   f r eq u en c y   f o r   f u m ed   s ilica/ L DP E   n a n o co m p o s i te  f i l m s t h m ea s u r e d   co n d u ctan ce   d ec r ea s es  w it h   i n cr ea s in g   f u m ed   s ilica  n a n o p ar ticles  p er ce n ta g u p   to   1 w t b u it  i n cr ea s es  w it h   in cr ea s in g   f u m ed   s ilica  n a n o p ar ticles   p er ce n tag u p   5 w t%  w i th o u r ea ch in g   to   p u r v al u es  o f   lo w - d en s it y   p o l y eth y le n e.   U n d e r   h ig h   te m p er at u r e   ( 6 0 o C ) ,   th m ea s u r ed   co n d u c tan ce   o f   f u m ed   s i lica/ L DP E   n an o co m p o s i te  f il m s   i n cr ea s es  w it h   i n cr ea s i n g   p er ce n tag o f   f u m ed   s ilica  n a n o p ar ticles  in   th n a n o co m p o s ite  u p   to   1 %w t.,   th e n ,   it  d ec r ea s es  w it h   in cr ea s i n g   p er ce n tag o f   f u m ed   s ilica  n an o p ar ticles  in   th n an o co m p o s ite  u p   to   5 % w t.   T h u s ,   th er is   n o   s tab ilit y   i n   co n d u ctan ce   p r o p er ty   b eh a v io r   f o r   u s i n g   f u m ed   s ilica  n an o p ar ticles  in   lo w - d en s it y   p o l y e th y len th at   ca n   b e   r ev er s ed   co n d u cta n ce   p r o p er ty   b eh av io r   u n d er   h ig h   te m p er at u r ( 6 0 o C ) .         Fig u r e   4 Me asu r ed   co n d u cta n ce   o f   f u m ed   s i lica/ L DP E   n an o co m p o s i te  f il m s       3 . 1 . 2 .   E f f ec t s   o f   c o s t - f e w er   n a no pa rt icles o n su s ce pta nce  pro pert y   Fig u r e   ( 5 ,   6 )   g iv es   t h e   m ea s u r e m en t s   o f   s u s cp tan ce   a s   f u n ctio n   o f   f r eq u e n c y   f o r   c la y / L DP E ,   an d   f u m ed   s il ica / L DP E   n an o co m p o s ite  f il m s   s a m p le s   u n d er   v ar ian t h er m al  te m p er atu r e s .   No tin g   th at,   F ig u r e   s h o w s   t h at  i n cr ea s i n g   th s u s c ep tan ce   o f   cla y / L DP E   n an o co m p o s ite  f il m s   w i th   i n cr ea s i n g   p er ce n tag o f   cla y   n an o p ar ticles i n   t h n a n o co m p o s i te  u p   to   5 % w t u n d er   v ar ian t th er m a l c o n d itio n s   ( lo w   a n d   h ig h ) .             Fig u r e   5 .   Me asu r ed   s u s ce p tan ce   o f   ca y / L DP E   n an o co m p o s i t f il m s   0 2 E- 0 8 4 E- 0 8 6 E- 0 8 8 E- 0 8 0 . 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 C o n d u c t a n c e ,   M h o   F r e q u e c n y ,   H z   LD P P u r e LD P E+ 1 % F S ,   2 0 o C LD P E+ 5 % F S ,   2 0 o C LD P E+ 1 % F S ,   6 0 o C LD P E+ 5 % F S ,   6 0 o C 0 . 0 0 E + 0 0 2 . 0 0 E - 0 8 4 . 0 0 E - 0 8 6 . 0 0 E - 0 8 8 . 0 0 E - 0 8 1 . 0 0 E - 0 7 1 . 2 0 E - 0 7 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 S u scp t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   LD P P u r e LD P E+ 1 % C l a y ,   2 0 o C LD P E+ 5 % C l a y ,   2 0 o C LD P E+ 1 % C l a y ,   6 0 o C LD P E+ 5 % C l a y ,   6 0 o C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       P r a ctica l Mea s u r eme n ts   fo r   E lectric P r o p erti e s   o f P o lyeth ylen N a n o co mp o s ite…  ( Yo u s s e f Mo b a r a k )   131   So ,   th er i s   s tab il it y   in   s u s ce p tan ce   p r o p er ty   b e h av io r   f o r   u s i n g   cla y   n an o p ar ticles  in   lo w - d en s it y   p o ly et h y len e   b u cla y   n an o p ar ticles  h as  b ee n   af f ec ted   w it h   h ig h   te m p er atu r e s   f o r   i n cr ea s i n g   th s u s ce p tan c e   o f   lo w - d e n s it y   p o l y et h y len e.           Ho w e v er ,       Fi g .   6   s h o w s   th m ea s u r ed   s u s ce p tan ce   o f   f u m ed   s ilica/ L DP E   n an o co m p o s i te  f il m s   b eh a v e   th s a m p er f o r m a n ce   o f       co n d u cta n ce   w it h   i n cr e asin g   f u m ed   s ilica   n an o p ar ticles  i n   lo w - d e n s it y   p o ly e th y le n u n d er   v ar ian t h er m al  co n d itio n s   ( lo w   a n d   h i g h ) .   T h er ef o r e,   r is in g   te m p er atu r o f   n a n o co m p o s i te  m a ter ial s   c h an g es  n a n o p ar ticles  te m p er at u r es  w h ic h   ch an g i n g   elec tr ic   b eh av io r   o v er   th n o r m al  co n d itio n s .           Fig u r e   6 .   Me asu r ed   s u s ce p tan ce   o f   f u m ed   s i lica/ L DP E   n an o co m p o s i te  f il m s       3 . 2 .     E lect ric  pro pert ies o f   hig h - d ens it y   po ly et hy lene  Na no co m po s it f il m   3 . 2 . 1 .   E f f ec t s   o f   c o s t - f e w er   n a no pa rt icles o n e lect ric  co nd uct a nce  pro pert y     Fo r   co m p ar in g   w it h   b o th   t y p es  o f   p o l y et h y len e   ( lo w   a n d   h ig h ) ,   th u s ,   f ig u r e   7   s h o w s   t h e   m ea s u r ed   co n d u ctan ce   o f   t h e   te s ted   s a m p les  o f   c la y / HDP E   n a n o co m p o s ite  f il m s   as  f u n ctio n   o f   f r eq u en c y   at   v ar ia n t   te m p er atu r es   ( 2 0 o C ,   an d   6 0 o C ) .   I is   o b v io u s   th at  th m e asu r ed   co n d u cta n ce   is   clo s ed   w it h   in cr ea s i n g   th e   p er ce n tag o f   cla y   n a n o p ar ticles u p   to   5 % w t,  s p ec iall y ,   at  h i g h   f r eq u e n cies.          Fig u r e   7 .   Me asu r ed   co n d u cta n ce   o f   cla y /HDP E   n a n o co m p o s ite  f il m s   0 . 0 0 E + 0 0 2 . 0 0 E - 0 8 4 . 0 0 E - 0 8 6 . 0 0 E - 0 8 8 . 0 0 E - 0 8 1 . 0 0 E - 0 7 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 S u scp t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   LD P P u r e LD P E+ 1 % F S ,   2 0 o C LD P E+ 5 % F S ,   2 0 o C LD P E+ 1 % F S ,   6 0 o C LD P E+ 5 % F S ,   6 0 o C 0 2 E- 0 8 4 E- 0 8 6 E- 0 8 8 E- 0 8 0 . 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 C o n d u c t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   H D P P u r e H D P E+ 1 %C l a y ,   2 0 o C H D P E+ 5 %C l a y ,   2 0 o C H D P E+ 1 %C l a y ,   6 0 o C H D P E+ 5 %C l a y ,   6 0 o C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I J A P E   Vo l 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   201 5 :   1 2 6     1 3 6   132   B u t ,   u n d er   h i g h   th er m al  co n d i tio n s   ( 60 o C ) ,   th co n d u ctan ce   in cr ea s es  w it h   in cr ea s in g   p er ce n tag o f   cla y   n an o p ar ticles   in   t h lo w - d en s it y   p o l y et h y len e   n a n o co m p o s ite  o n l y   at  1 % w t.   On   t h o th er w is e,   Fi g .   8   s h o w s   th at   th at  t h m ea s u r ed   co n d u ctan ce   i s   clo s ed   with   i n cr ea s i n g   th p er ce n ta g o f   f u m ed   s ilica   n an o p ar ticles   u p   to   5 % w t.  u n d er   n o r m a co n d itio n s .   W h a tev er ,   t h m ea s u r ed   co n d u cta n ce   i n cr ea s es   w it h   in cr ea s i n g   p er ce n ta g o f   f u m e d   s ilica  n a n o p ar ticles  i n   t h n an o co m p o s ite  u p   to   5 % w t.   g r ad u all y   u n d er   h ig h   th er m a co n d itio n s .   T h u s ,   t h elec tr ic  p r o p er ties   h av clo s r elatio n s h ip   w it h   t h i n ter f ac ia b eh a v io r   b et w ee n   th f iller s   an d   th p o l y m er   m atr i x   in   s u c h   co m p o s it es.       Fig u r e   8 .   Me asu r ed   co n d u cta n ce   o f   f u m ed   s i lica /HDP E   n a n o co m p o s i te  f il m s       3 . 2 . 2 .   E f f ec t s   o f   c o s t - f e w er   n a no pa rt icles o n e lect ric  s us c ept a nce  pro pert y   Fig u r ( 9 ,   1 0 )   g iv es   th e   m ea s u r e m e n ts   o f   s u s cp tan ce   a s   f u n ct io n   o f   f r eq u en c y   f o r   c la y / L DP E ,   an d   f u m ed   s il ica / L DP E   n an o co m p o s ite  f il m s   s a m p le s   at  v ar i a n te m p er at u r ( 20 o C   an d   6 0 o C ) .   T h u s ,   Fig .   9   C o n tr ast s   o n   i n cr ea s i n g   s u s ce p tan ce   w it h   in cr ea s in g   p er ce n tag o f   cla y   n an o p ar ticles  in   th n a n o co m p o s it e   u p   to   1 % w t.,   th e n ,   th m e asu r ed   s u s ce p tan ce   o f   L DP E   d ec r ea s es  w i th   i n cr ea s i n g   cla y   n a n o p ar ticles   p er ce n tag u p   to   5 % w t.  U n d e r   h ig h   th er m al  co n d itio n s   ( 6 0 o C ) ,   th s u s cp tan ce   o f   cla y /HD P E   n an o co m p o s ite   f il m s   s a m p les  i n cr ea s es  w it h   in cr ea s i n g   p er ce n tag o f   cla y   n a n o p ar ticles  in   h i g h - d en s it y   p o l y et h y le n e   n an o co m p o s i te  o n l y   a t 1 % w t.       Fig u r e   9 .   Me asu r ed   s u s ce p tan ce   o f   cla y /HDP E   n a n o co m p o s ite  f il m s   0 2 E- 0 8 4 E- 0 8 6 E- 0 8 8 E- 0 8 0 . 0 0 0 0 0 0 1 1 . 2 E- 0 7 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 C o n d u c t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   H D P P u r e H D P E+ 1 %FS ,   2 0 o C H D P E+ 5 %FS ,   2 0 o C H D P E+ 1 %FS ,   6 0 o C H D P E+ 5 %FS ,   6 0 o C 0 . 0 0 E + 0 0 2 . 0 0 E - 0 8 4 . 0 0 E - 0 8 6 . 0 0 E - 0 8 8 . 0 0 E - 0 8 1 . 0 0 E - 0 7 1 . 2 0 E - 0 7 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 S u scp t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   H D P P u r e H D P E+ 1 %C l a y ,   2 0 o C H D P E+ 5 %C l a y ,   2 0 o C H D P E+ 1 %C l a y ,   6 0 o C H D P E+ 5 %C l a y ,   6 0 o C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       P r a ctica l Mea s u r eme n ts   fo r   E lectric P r o p erti e s   o f P o lyeth ylen N a n o co mp o s ite…  ( Yo u s s e f Mo b a r a k )   133   W h ile  s u s ce p ta n ce   i s   i n cr ea s ed   w it h   i n cr ea s i n g   f u m ed   s ili ca   n a n o p ar ticles  u p   to   1 % w t.   th e n ,   it  i s   d ec r ea s ed     w ith   i n cr ea s i n g   f u m ed   s i lica  n an o p ar ticles   u p   to   5 % w t.   as  s h o w n   in   Fi g .   1 0   u n d er   n o r m al  a n d   h ig h   te m p er atu r es .   I is   clea r ed   t h a n a n o p ar ticles  h a v e   b ee n   ch a n g ed   e lectr ic  a n d   d ielec tr ic  p o ly m er   p r o p er ties .   T h d ielec tr ic  p r o p e r ties   o f   in s u lat in g   p o l y m er   n an o co m p o s ite  f il m s   h av b ee n   i n v e s ti g at ed   in   th f r eq u e n c y   d o m ai n   f r o m   0 . 1 Hz  to   1k Hz.   A l s o ,   it  h a s   b ee n   f o u n d   th at   t h d ielec tr ic  p r o p er ties   h av e   clo s r elatio n s h ip   w it h   t h i n ter f ac ial  b e h av io r   b et w ee n   t h f i ller s   an d   t h p o l y m er   m atr i x   i n   s u ch   co m p o s ites .   On   th o th er w i s e,   Fig .   10   s h o w s   t h m ea s u r e d   s u s cp ta n ce   o f   f u m ed   s ili ca / H DP E   n an o co m p o s ite  f il m s   s a m p le s   v er s u s   f r eq u en c y   a v ar ia n te m p er atu r es  ( 2 0 o C     a n d   6 0 o C ) ,   t h s u s ce p tan ce   b e h av io r   o f   f u m ed   s ilica/ HDP E   n an o co m p o s i te  f il m s   i n cr ea s es  w it h   in cr ea s in g   p er ce n tag o f   f u m ed   s il ica  n an o p ar tic les  i n   h i g h - d e n s it y   p o ly et h y len n a n o co m p o s ite  u p   to   1 %w t.  b u th s u s ce p tan c b eh av io r   o f   f u m ed   s ilica/H D P E   n an o co m p o s ite   f il m s   d ec r ea s es  w i th   i n cr ea s i n g   p er ce n ta g o f   f u m ed   s il ic n an o p ar ticles  u p   to   5 % w t.   I is   clea r ed   th at  n an o p ar ticles  h av b ee n   c h a n g ed   elec tr ic  an d   d ielec tr ic  p o ly m er   p r o p er ties .   T h d iel ec tr ic  p r o p er ties   o f   in s u lati n g   p o l y m er   n an o co m p o s ite  f il m s   h av b ee n   i n v es tig ated   i n   t h f r eq u e n c y   d o m ai n   f r o m   0 . 1 Hz  to   1 k Hz.           Fig u r 10 .   Me asu r ed   s u s ce p ta n ce   o f   f u m ed   s ilica /HDP E   n an o co m p o s ite  f il m s       4.   T RE NDS  O F   CO ST - F E W E NANO P ART I CL E S O P O L YE T H YL E N E   NANO C O M P O SI T E   T H I F I L M S UN DE T H E RM AL   CO NDIT I O N S   W ith   r esp ec to   th r es u lt s   t h at  o b v io u s   t h e f f ec o f   te m p er atu r an d   t y p e s   o f   n an o p ar ti cles   o n   t h elec tr ic al   ch ar ac ter izatio n ,   i n   t h b eg i n n in g ,   ad d in g   f u m ed   s ilica   in cr ea s ed   p er m it tiv it y   o f   th n e n an o co m p o s i te  m ater ial s   w h a tev er ,   an d   ad d in g   cla y   h as  d ec r ea s ed   p er m itti v it y   o f   t h n e w   n a n o co m p o s it e   m ater ials   as  tab u lated   in   tab le   1 .   W ith   co m p ar in g   r es u lt s   f o r   d ep ictin g   t h e f f ec o f   r ai s in g   co n ce n tr atio n   o f   cla y   an d   f u m ed   s ilica  n an o p ar ticles  ar p o in ted   o u in   f ig u r e s   at  r o o m   te m p er atu r ( 2 0 o C ) ,   th m ea s u r ed   co n d u ctan ce   o r   s u s ce p tan ce   o f   p o ly et h y le n n a n o co m p o s ite  f il m s   d ep en d s   o n   ch a n g i n g   th ce r tai n   p er ce n tag es  o f   n an o p ar ticles  in s id p o l y et h y le n m ater ials   u n d er   lo w   a n d   h i g h   f r eq u e n cies.  T h elec tr ic   p r o p er ties   m a y   b h av c lo s r elatio n s h ip   w i th   th in ter f ac ial  b eh av io r   b et w ee n   t h n a n o p ar ticles   an d   t h e   p o ly m er   m atr ix   in   n a n o co m p o s ite  th i n   f il m s   b ased   o n   t y p e s   an d   co n ce n tatio n s   o f   n a n o p ar ticles . W ith   r is in g   s a m p les   te m p er atu r u p   to   6 0 o C ,   it   ca n   b n o ticed   th a t h ef f ec ts   h i g h   te m p er atu r v al u es  o n   n a n o p ar ticles   in s id th e   n a n o co m p o s ite   f i l m s   an d   s o ,   th e   e f f ec t   o f   r aisi n g   co n ce n tr atio n   o f   n a n o p ar ticl es  is   p o in ted   o u i n   f i g u r es.   i.e   t h m ea s u r ed   co n d u cta n ce   h as   b ee n   c h a n g ed   at  ce r tai n   v al u es   o f   c la y   o r   f u m ed   s ilica   n an o p ar ticles   p er ce n ta g u p   t o   5 % w t,  T h is   is   o b v io u s   th at ,   r is in g   te m p er atu r o f   n an o c o m p o s i te  m ater ial s   ef f ec ts   o n   n a n o p ar ticles   h ea t in g   te m p er at u r es  w h ic h   ch a n g in g   d ielec tr ic  b eh av io r   o v er   th n o r m al  co n d itio n s .   T h er ef o r e ,   th i m p o r tan c o f   ad d in g   n a n o p ar ticles   o f   cla y   o r   f u m ed   s ilica  ca n   b co n clu d ed   in   co n tr o llin g   in   in cr ea s i n g   o r   d ec r ea s in g   t h e   d ielec tr ic  s tr en g t h   o f   p u r lo w - d en s it y   p o l y et h y len a n d   p u r h ig h - d en s it y   p o ly et h y len e   b y   u s i n g   n a n o tech n o lo g y   tec h n iq u es.  A l s o ,   in cr ea s i n g   e n v ir o n m e n te m p er atu r o f   n an o co m p o s i te  m ater ial s   ca u s es  h ea ti n g   in   te m p er at u r es   of   n an o p ar ticles   th a ch a n g i n g   d ielec tr ic  b eh av io r   o v er   th n o r m a l c o n d itio n s .       0 . 0 0 E + 0 0 2 . 0 0 E - 0 8 4 . 0 0 E - 0 8 6 . 0 0 E - 0 8 8 . 0 0 E - 0 8 1 . 0 0 E - 0 7 1 . 2 0 E - 0 7 1 . 4 0 E - 0 7 1 . 6 0 E - 0 7 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 S u scp t a n c e ,   M h o   F r e q u e n c y ,   H z   H D P P u r e H D P E+ 1 %FS ,   2 0 o C H D P E+ 5 %FS ,   2 0 o C H D P E+ 1 %FS ,   6 0 o C H D P E+ 5 %FS ,   6 0 o C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8792   I J A P E   Vo l 4 ,   No .   3 ,   Dec em b er   201 5 :   1 2 6     1 3 6   134   5.   CO NCLU SI O NS   A d d in g   cla y   h as  d ec r ea s ed   p e r m itti v it y   o f   p o l y et h y le n e   but   f u m ed   s ilica  h as  in cr ea s ed   p er m itti v it y   o f   p o l y et h y le n e   n a n o co m p o s it f il m s T h v ar iatio n   o f   co n d u ctan ce   an d   s u s ce p tan ce   v al u e s   i n   p o l y et h y len e   n an o co m p o s i te   f il m s   m a y   b e   r esu lt ed   a n d   co n tr o lled   b y   c h an g in g   t y p es   a n d   p er ce n tag e s   o f   n an o p ar ticles .   T h e   in f lu e n ce   o f   t h r elax atio n   ti m o f   th c h ar g ca r r ier s   o n   th elec tr ical  in s u latio n   o f   p o l y eth y le n e   n an o co m p o s i te  f il m s   ca n   b ig n o r ed .   T h u s   th e   n u m b er   o f   ch ar g e   ca r r ier s   an d   ap p lied   f r eq u en c y   b ec o m e   d o m i n ati n g   f ac to r s   o f   th e lectr ical  in s u lat io n   o f   p o l y e t h y le n e   n an o co m p o s i te  f i l m s .   T h p r esen ce   o f   n an o p ar ticles   i n s id p o ly et h y l en e   w ill  r estrict  t h c h ain   m o b ilit y   a n d   r esu l in   i n cr ea s i n g   el ec tr ic  in s u latio n   as  s u c h   r estric tio n   li m ited   t h g en er atio n   o f   m o b ile  c h ar g e   a n d   t h m o v e m e n o f   c h ar g ca r r ier s   in   p o l y m er   d ielec tr ics,  esp ec iall y   at   lo w   f r eq u en c y   r an g w h er t h in s u latio n   w ill   p la y   m o r i m p o r tan r o le.     T h er m a l   s tab ilit y   o f   n e w   n a n o co m p o s it f il m s   o cc u r s   at  s m al a m o u n ts   cla y   o r   f u m ed   s ilica   n a n o p ar ticles  b u ad d in g   lar g a m o u n ts   t h ese  n a n o p ar ticles  to   p o l y eth y le n e   m a y   b r ev er s elec tr ic  a n d   d ielec tr ic  b eh av io r   ch ar ac ter is tic s   g r ad u all y .     T h is   is   o b v io u s   t h at  r is i n g   te m p er atu r o f   n an o co m p o s ite  t h is   f il m s   e f f ec ts   o n   n an o p ar ticles   te m p er atu r es  w h ich   ch a n g in g   elec tr ic  a n d   d ielec tr ic  b eh av io r   o v e r   th n o r m al   co n d itio n s .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h p r esen w o r k   w a s   s u p p o r ted   b y   t h Scien ce   an d   T ec h n o lo g y   Dev e lo p m en t F u n d   ( ST DF) ,   E g y p t,   Gr an t N o : P r o j ec t I 5 0 5 .       RE F E R E NC E S   [1 ]   G .   Tan im o to ,   M .   Ok a sh it a ,   F .   A id a ,   Y.  F u j iw a ra ,   T e mp e ra tu re   De p e n d e n c e   Of  T a n δ  i n   POL y e t h y len e   IEE E,   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P r o p e rti e a n d   A p p li c a ti o n o f   Die lec tri c   M a teria ls,   Ju ly   8 - 1 2 ,   T o k y o ,   Ja p a n ,   p p . 1 - 4 ,   1 9 9 1 .   [2 ]   T .   T o k o ro ,   M .   Na g a o   a n d   M .   Ko sa k i   Hig h - F ield   Die lec tri c   P ro p e rti e a n d   a c   Diss ip a ti o n   Cu rre n t   W a v e f o r m o P o y e h y len e   F il m   IEE E   T ra n s a c ti o n s o n   El e c tri c a In s u latio n   Vo l.   2 7   N o .   3 ,   p p . 4 8 2 - 4 8 7 ,   Ju n e   1 9 9 2 .   [3 ]   M .   A ra o k a ,   H.  Yo n e d a ,   Y.  Oh k i,   Die lec tric  Pro p e rties   o Ne w - T y p e   Po lye th y len e   P o lym e rize d   Us in g   S in g les it e   Ca ta lys t”   I EE 6 th   In tern a t io n a Co n f e re n c e   o n   Co n d u c ti o n   a n d   Bre a k d o w n   in   S o li d   Die lec tri c s,  1 9 9 8 .   IC S ' 9 8 ,   p p . 4 9 3 - 4 9 7 ,   1 9 9 8 .     [4 ]   M .   M .   Ue k a n d   M .   Zan i n ,   In f lu e n c e   o f   A d d it iv e o n   th e   Die lec tri c   S tren g th   o f   Hig h - d e n sity   P o ly e th y len e   IEE T ra n sa c ti o n s o n   Die lec tri c s an d   E lec tri c a In s,u lati o n   Vo l.   6   No .   6 ,   p p . 8 7 6 - 8 8 1 ,     1 9 9 9 .   [5 ]   Z.   Na w a w i,   K.  T .   S irait,   M .   Na g a o ,   S u rf a c e   Res ista n c e   Ef fec o n   Die lec t ric   Bre a k d o w n   Ch a ra t e ristic  o L DPE   Film   IEE E,   P r o c e e d in g o f   Th e   6 th   I n tem a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P r o p e rti e a n d   A p p li c a ti o n o f   Die lec tri c   M a teria ls  Ju n e   2 1   - 2 6 ,   Ch i n a ,   p p . 1 0 7 3 - 1 0 7 5 ,   2 0 0 0 .   [6 ]   Kw a n   C.   Ka o ,   El e c trica Co n d u c ti o n   a n d   Bre a k d o w n   in   I n su l a ti n g   Po lym e rs   IEE E,   l n tem a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P r o p e rti e a n d   A p p li c a ti o n o f   Die lec tri c   M a teria ls  Ju n e   2 1 - 2 6 . ,   X i' a n   Jia o t o n g   Un iv e rsity ,   X i' a n ,   Ch in a ,   p p . 1 - 1 7 ,   2 0 0 0 .   [7 ]   Z.   A iro n g   a n d   C.   X iao l o n g ,   T h e   El e c tro n - b e a irra d i a ti o n   Cro ss - li n k in g   a n d   M o d if y i n g   o f   Hig h   De n sity  Po lye th y len e   I n su l a ti o n   I EE E,   ln tem a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P ro p e rti e a n d   A p p l ica ti o n o f   Die lec tri c   M a teria ls  Ju n e   2 1 - 2 6 , 2 0 0 0 ,   Xi' a n   Jia o to n g   Un iv e rsit y ,   X i' a n ,   Ch in a ,   p p .   2 1 3 - 2 1 6 ,   2 0 0 0 .   [8 ]   BX i,   a n d   G   Ch e n ,   I n fl u e n c e   o Po lym e M a trix  On   T h e   PT Pro p e rties   Of  Po lye th y len e   Ca rb o n   Bl a c k   Co mp o sites   IEE E,   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   S o li d   Die lec tri c s,  Ju n e   2 5 - 2 9 ,   ,   Ei n d h o v e n ,   t h e   Ne th e rlan d s,   p p . 1 0 9 - 1 1 2 ,   2 0 0 1 .   [9 ]   F .   Om b e ll o ,   G .   A tt o li n i,   P .   Ca ra c in o ,   M .   Na ss i,   S .   S p re a f ico ,   a n d   G .   C.   M o n tan a ri  In su latin g   M a teria ls  Ev a lu a ti o n   f o Co ld   Die lec tri c   S u p e rc o n d u c ti n g   Ca b les   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Die lec tri c a n d   El e c tri c a In su latio n ,   V o l.   9 ,   No .   6 ,   p p .   9 5 8 - 9 6 3 ,   2 0 0 2 .   [1 0 ]   I.   L .   Ho sie r,   A .   S .   V a u g h a n ,   a n d   S .   G .   S w in g ler,  T h e   Eff e c ts  o f   M e a su rin g   T e c h n iq u e   a n d   S a m p le  P re p a ra ti o n   o n   th e   Bre a k d o w n   S tren g th   o f   P o ly e th ly e n e   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   D iek c tri c a n d   El e c tri c a In su ln ti o n   V a l.   9 ,   No .   3 ,   p p . 3 5 3 - 3 6 1 ,   2 0 0 2 .   [1 1 ]   Ch a o   Zh a n g ,   T a tsu o   M o ri,   T e ru y o sh M izu tan i,   a n d ' M it S Ug lsh io k a ,   Eff e c ts  o f   M a n u f a c tu rin g T e c h n o lo n   o n   El e c tri c a Bre a k d o w n   a n d   M o rp h o l o io f   T h in   F lm o L o w   D e n sity   P o ly e th y len e   Bl e n d e d   w it h   P o ly p ro p y len e   Co p o ly m e r   IEE E   T ra n sa c ti o n s o n   Die lec tri c s an d   El e c tri c a I n su la ti o n   Vo l.   1 0 ,   No .   3 p p . 4 3 5 - 4 4 3 ,   2 0 0 3 .   [1 2 ]   Da n g ,   Zh im in   S h e n ,   Ya n g   F a n ,   L izh e n     Ca i,   Nin g     Na n ,   C e w e n     Zh a o ,   S h u ji n ,   Die lec tri c   p ro p e rti e s o f   c a rb o n   f ib e f il led   lo w - d e n sity   p o ly e th y l e n e   J o u r n a o f   A p p li e d   P h y sic s ,   V o lu m e 9 3   Iss u e 9 ,   p p .   5 5 4 3     5 5 4 5 ,   M a y   2 0 0 3 .   [1 3 ]   Ho n g ,   J.  I.     S c h a d ler,  L .   S .     S ie g e l,   R.   W .     M a rten ss o n ,   E. ,   Re sc a led   e lec tri c a p ro p e rti e o f   Zn O/lo w   d e n sity   p o ly e th y l e n e   n a n o c o m p o site f il m s”   A p p li e d   P h y sic s L e tt e rs ,   V o l u m e 8 2   Iss u e 1 2 ,   p p . 1 9 5 6     1 9 5 8 ,   M a 2 0 0 3 .   [1 4 ]   S .   A .   Cru d ,   a n d   M .   Zan i n ,   Eva l u a ti o n   o f   th e   I n c o rp o ra ti o n   o f   R e c y c led   M a ter ia in   t h e   Die lec tric  Pro p e rties   o f   Hig h   De n sity  Po lye th y le n e   IEE E,   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P r o p e rti e a n d   A p p li c a ti o n o f   Die lec tri c   M a teria ls   Ju n e   1 - 5   Na g o y a ,   p p .   5 0 3 - 5 0 5 ,   2 0 0 3 .   [1 5 ]   J.C.   F il ip p i n i,   R.   T o b a z e o d ,   C.   M a rtea u ,   R.   Co e lh o ,   J.  M a tal lan a ,   H.  Ja n a h ,   T h e   Al ter n a te  P o la riza ti o n   Cu rr e n t   M e th o d   f o Co n d u c ti o n   An a lys is  in   Po lym e rs   IEE E,   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   S o li d   Die lec tri c s,  T o u lo u se ,   F ra n c e ,   Ju ly   5 - 9 ,   p p . 1 - 4 ,   2 0 0 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A P E     I SS N:  2252 - 8792       P r a ctica l Mea s u r eme n ts   fo r   E lectric P r o p erti e s   o f P o lyeth ylen N a n o co mp o s ite…  ( Yo u s s e f Mo b a r a k )   135   [1 6 ]   S .   A .   Cru z   a n d   M .   Zan in ,   A ss e ss m e n o f   Die lec tri c   B e h a v io o f   Re c y c led /V irg in   Hig h   De n sit y   P o ly e th y len e   Blen d s   IE EE   T ra n sa c ti o n o n   Di e lec tri c s an d   El e c tri c a In su lati o n   V o l .   1 1 ,   N o .   5 p p . 8 5 5 - 8 6 0 ,   2 0 0 4 .   [1 7 ]   Yo sh im Ya m a m o to ,   M a sa a k Ik e d a ,   a n d   Ya su h ir o   T a n a k a ,   El e c tr ica P r o p e rti e a n d   M o rp h o l o g y   o f   P o ly e th y l e n e   P r o d u c e d   w it h   a   No v e C a tal y st   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Die lec tri c a n d   El e c tri c a In su latio n   Vo l.   1 1 ,   No .   5 ;   p p . 8 8 1 - 8 9 0 ,   2 0 0 4 .   [1 8 ]   Ch a o   Zh a n g ,   Ra lf   M a so n   a n d   G a ry   S tev e n s,  Die lec tri c   Pro p e rties   o Ep o x y   a n d   P o lye th y len e   Na n o c o mp o si te  fi lms”  IEE E,   P ro c e e d in g o f   In t e rn a ti o n a S y m p o siu m   o n   El e c tri c a In su latin g   M a teria ls,   Ju n e   5 - 9 ,   Kitak y u sh u ,   Ja p a n ,   2 0 0 5 .     [1 9 ]   J.  H.  V il c k a s,  L .   G .   A lb iero ,   S .   A .   Cru z ,   M .   M .   Ue k a n d   M .   Z a n h   S tu d y   o El e c trica a n d   M e c h a n i c a Pro p e rties   o Rec y c led   Po lym e Bl e n d s”   IEE E,   I n tern a ti o n a S y m p o siu m   o n   El e c tri c a In su latin g   M a ter ials,  Ju n e   5 - 9 ,   Kitak y u sh u ,   Ja p a n ,   p p . 6 8 3 - 6 8 6 ,   2 0 0 5 .     [2 0 ]   W .   M .   G u o ,   B.   Z.   Ha n   ,   H.  Z h e n g   a n d   Z.   H .   L i,   T h e   E ff e c o Ba sic   Res in o n   Co n d u c ti v it y   Pr o p e rties   o t h e   Po lye th y len e   a n d   Ca r b o ru n d u Co mp o site”  IE EE ,     In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P ro p e rti e a n d   a p p li c a ti o n o f   Die lec tri c   M a teria ls,   p p . 7 4 7 - 7 5 0 ,   2 0 0 6 .     [2 1 ]   K.  Hin a ta,  A .   F u ji ta,  K.  T o h y a m a ,   a n d   Y.  M u ra ta,  Die lec tric  Pr o p e rties   o L DPE/ M g Na n o c o m p o site  M a ter ia l   u n d e AC  Hig h   Fi e l d   I EE E,   A n n u a Re p o rt   Co n f e re n c e   o n   El e c t rica In su lati o n   a n d   Die lec t ric  P h e n o m e n a ,   p p . 3 1 3 - 3 1 6 ,   2 0 0 6 .   [2 2 ]   A . N.  Ul z u tu e v ,   a n d   N.M .   Us h a k o v ,   In v e stig a ti o n   o f   th e   Ch a r g e   L o c a li z a ti o n   P ro c e ss e in   th e   M e tal  P o ly m e ric   M a teria ls  Ba se d   o n   th e   L o w   D e n sity   P o ly e th y len e   M a tri x   W it h   S tab il ize d   Na n o p a rt icle s”   I EEE ,   In tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   A d v a n c e d   Op to e le c tro n ics   a n d   L a se rs,  C A O L ,   p p . 4 3 5 - 4 3 7 ,   2 0 0 8 .     [2 3 ]   K.  Ish im o to l,   T .   T a n a k a 2 ,   Y.  Oh k 1 ,   Y.  S e k ig u c h i3 ,   Y .   M u ra ta3 ,   a n d   M .   G o sy o w a k i3 ,   Co mp a ris o n   o Die lec tric   Pro p e rties   o L o w - d e n sity  Po ly e th y len e /M g Co mp o si tes   wit h   Diff e re n S ize   Fi ll e rs   IEE E ,   A n n u a Re p o rt   Co n f e re n c e   o n   El e c tri c a In s u lati o n   Die lec tri c   P h e n o m e n a ,   p p . 2 0 8 - 2 1 1 ,   2 0 0 8 .   [2 4 ]   X .   W a n g ,   H.Q.  He ,   D. M .   T u ,   C .   L e a n d   Q.G .   Du ,   Die lec tri c   P r o p e rti e a n d   Cry sta ll in e   M o r p h o l o g y   o f   L o w   De n sity   P o ly e th y len e   b len d e d   w it h   M e tall o c e n e   Ca taly z e d   P o ly e th y len e   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Die lec tri c a n d   El e c tri c a In su latio n   Vo l.   1 5 ,   No .   2 p p . 3 1 9 - 3 2 6 ,     2 0 0 8 .   [2 5 ]   C.   D.  G re e n ,   A .   S .   V a u g h a n ,   G .   R.   M it c h e ll ,   a n d   T .   L iu ,   S tru c tu re   P r o p e rty   Re latio n sh i p i n   P o ly e th y len e /M o n tm o ril lo n it e   Na n o d iele c tri c s   IEE E   T ra n sa c ti o n s   o n   Die lec tri c a n d   El e c tri c a In s u latio n   Vo l.   1 5 ,   No .   1 ;   p p . 1 3 4 - 1 4 3 ,   2 0 0 8 .   [2 6 ]   C.   Ly n n ,   A .   N e u b e r,   J.  Krile,  J.  Dic k e n s,  a n d   M .   Kristian se n ,   El e c trica Co n d u c ti o n   in   S e lec Po lym e rs   Un d e S h o c k   L o a d i n g   IEE E,   P u lse d   P o w e Co n f e r e n c e ,   P P ' 0 9 ,   p p . 1 7 1 - 1 7 4 ,   2 0 0 9 .   [2 7 ]   K.  S .   S h a h ,   R.   C .   Ja in ,   V .   S h ri n e t ,   A .   K.  S in g h ,   a n d   D .   P .   B h a ra m b e ,   Hi g h   De n sity   P o ly e th y len e   (HD P E)  Clay   Na n o c o m p o site  f o Die lec tri c   Ap p li c a ti o n s”   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Die lec tri c a n d   El e c tri c a In s u latio n   V o l.   1 6 ,   No .   3 ;   p p . 8 5 3 - 8 6 1 ,   2 0 0 9 .   [2 8 ]   A .   S a m i,   E.   Da v id   a n d   M .   F c h e tt e ,   Die lec tri c   Ch a ra c t e riza ti o n   o f   Hig h   De n sity   P o l y e th y len e /S iO 2   Na n o c o m p o site  f il m s”   IEE E,   An n u a Re p o rt  C o n f e re n c e   o n   El e c tri c a In su latio n   a n d   Die lec tri c   P h e n o m e n a ,   p p . 6 8 9 - 6 9 2 ,   2 0 0 9 .   [2 9 ]   L .   Bo is,   F . Ch a ss a g n e u x ,   S . P a ro la,  a n d   F . Be ss u e il le.  G ro w th   o f   o rd e re d   silv e n a n o p a rti c les   in   sili c a   f il m   m e so stru c tu re d   w it h   a   tri b lo c k   c o p o ly m e P EO P P O P EO”   Jo u rn a o S o li d   S tate   Ch e m istr y   V o l.   1 8 2 ,   p p .   1 7 0 0 1 7 0 7 ,   2 0 0 9 .   [3 0 ]   N.  L .   Da o ,   P .   L .   L e w in ,   I.   L .   Ho sie a n d   S .   G .   S w in g ler,  Co mp a ris o n   b e twee n   L DPE  a n d   HD PE   Ca b le   In su la ti o n   Pro p e rties   Fo ll o win g   L ig h tn i n g   Im p u lse   A g e in g   IEE E ,   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   S o li d   Die lec tri c s,  P o tsd a m ,   G e r m a n y ,   Ju ly   4 - 9 ,   p p . 1 - 4 ,   2 0 1 0 .   [3 1 ]   I.   E.   Ku z n e tso v a ,   B.   D.  Zaitse v ,   a n d   A .   M .   S h ik h a b u d in o v   El a stic a n d   Visc o u P r o p e rti e s o f   Na n o c o m p o site F il m s   Ba se d   o n   L o w - D e n sity   P o ly e th y len e   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Ultr a so n ics ,   F e rro e lec tri c s,  a n d   F re q u e n c y   Co n tro l,   V o l .   5 7 ,   N o .   9 ,   p p . 2 0 9 9 - 2 1 0 2 ,   2 0 1 0 .   [3 2 ]   L .   S h e n g tao ,   Y.  G u il a i,   N.  F e n g y a n ,   B.   S u n a ,   L .   Jia n y in g ,   Z.   T u o ,   I n v e stig a t io n   o n   t h e   Die lec tric  Pro p e rties   o f   Na n o ti ta n i u Dio x id e   -   L o De n sity  Po lye th y len e   Co mp o sit e s”   IEE E,   In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   S o l id   Die lec tri c s,  P o tsd a m ,   Ge r m a n y ,   J u ly   4 - 9 ,   p p . 1 - 4 ,   2 0 1 0 .   [3 3 ]   P .   F a n g ,   X .   Qiu ,   W .   W irg e s,  R.   Ge rh a rd ,   P o ly e th y len e - n a p h th a late   (P EN)  F e rro e lec trets:  Ce ll u lar  S tru c tu r e ,   P iez o e lec tri c it y   a n d   T h e rm a S tab il it y   IEE T ra n sa c ti o n o n   Die lec tri c a n d   El e c tri c a In su lati o n   V o l .   1 7 ,   N o .   4 ;   p p . 1 0 7 9 - 1 0 8 7 ,     2 0 1 0 .   [3 4 ]   A .   T h a b e t,   a n d   Y.  A .   M u b a ra k ,   S .   Ism a il ,   Exp o n e n ti a Po we L a M o d e fo Pre d ictin g   Die lec tric  Co n sta n o f   Ne Na n o c o m p o site  I n d u stria M a ter ia ls”   P u b li s h e d   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   On   M a teria ls  I m p e ra ti v e in   th e   Ne w   M il len n i u m ,   (M INM  2 0 1 0 ),   Ca iro ,   Eg y p t,   2 9 N o v . - 2 De c .   2 0 1 0 .   [3 5 ]   A .   T h a b e t,   a n d   Y.  A .   M u b a ra k ,   No v e Na n o c o mp o site  In su l a ti o n   M a ter ia ls  fo t h e   En h a n c i n g   P e rfo rm a n c e   o f   Po we Ca b les   P u b li sh e d   in   2 1 st  I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   a n d   Ex h ib it io n   o n   E lec tri c it y   Distrib u ti o n ,   CIRED2 0 1 1 ,   F ra n k f u rt,   G e r m a n y ,   6 - 9   Ju n e   2 0 1 1 .   [3 6 ]   A.   T h a b e t,   Y.  A .   M o b a ra k ,   M o d e f o Die lec tri c   Ch a ra c ter iza ti o n   o f   Na n o c o m p o site  P o ly m e ric  In d u strial   M a teria ls   Jo u rn a o f   En g in e e rin g   S c ien c e s (JES ),   A ss iu Un iv e rsity ,   Eg y p t,   V o l.   4 0 ,   No .   5 ,   S e p tem b e 2 0 1 2 .   [3 7 ]   A.   T h a b e t,   Yo u ss e f   A .   M o b a ra k ,   Ex p e ri m e n tal  S tu d y   f o Die le c tri c   S tren g th   o f   Ne w   Na n o c o m p o site  P o ly e th y len e   In d u strial  M a teria ls " ,   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   El e c tri c a En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y   (IJEE T ),   V o l .   3 ,   Iss u e   1 ,   p p .   553 - 5 6 4 ,   Ja n -   Ju n e   2 0 1 2 .   [3 8 ]   A .   Am a n ,   M .   M .   Ya a c o b ,   M .   A .   A lsa e d i,   Kh .   A .   Ib ra h im ,   P o ly m e ric  c o m p o site  b a se d   o n   w a ste   m a teria f o h ig h   v o lt a g e   o u td o o a p p li c a ti o n   In ter n a ti o n a Jo u rn a o f   El e c tri c a P o w e &   En e rg y   S y ste m s,  V o l.   4 5 ,   Iss u e   1 ,   p p .   3 4 6 - 3 5 2 ,   F e b ru a ry   2 0 1 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.