核-壳结构界面对纳米Ag掺杂BaTiO3@PDA/P(VDF-HFP)复合膜介电和储能性能影响

为改善聚偏氟乙烯（PVDF）基复合材料界面相容性,提高其电性能,利用聚多巴胺（PDA）成功包覆了纳米钛酸钡（BaTiO₃）,并引入纳米Ag离子制备出具有核-壳结构的Ag镶嵌BaTiO₃@PDA-Ag颗粒。以介电聚合物聚偏氟乙烯-六氟丙烯（P（VDF-HFP））为基体,采用溶液流延法制备了BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合材料厚膜。利用FTIR和XPS验证了BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合材料结构和形貌,并用宽频介电频谱仪和铁电测试仪分别比较了PDA包覆前后的不同BaTiO₃含量的BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合膜在低电场下的介电性能和高电场下的电极化性能。结果表明,BaTiO₃@PDA-Ag质量分数为20wt%的BaTiO₃@PDA-Ag/P（VDF-HFP）复合膜在10 Hz下介电常数（ε_r）达到了25,介电损耗（tanδ）仅为0.1,在175 M·Vm-1电场下电极化强度（D_m）为6.2 μC·cm-2,200 M·Vm-1时储能密度（U_e）达到了6.9 J·cm-3,高于其它界面未处理复合膜。以上结果可为此类介电复合材料界面结构处理和电性能研究提供参考。      

BST/PVDF复合薄膜的制备及其介电性能

以溶胶-凝胶法制备出钛酸锶钡(Ba0.65Sr0.35TiO3)粉体,并对粉体进行表面改性处理,然后将处理和未处理的粉体按不同的比例与聚偏氟乙烯(PVDF)进行复合,用甩胶法做成薄膜样品,对样品进行了介电性能的测试.实验结果表明:复合薄膜的介电常数实测值与理论值符合得较好,随着薄膜中BST粉体比例的增加,复合薄膜的介电常数和介电损耗增大;经表面改性后的BST粉体所制备的复合薄膜与未经改性所制备的薄膜相比,介电常数略有上升,而介电损耗显著下降.     

CaCu_3Ti_4O_(12)/聚偏氟乙烯复合材料的介电性能研究

采用溶液混合随后热压的方法制备了CaCu3Ti4O12/聚偏氟乙烯(CCTO/PVDF)复合材料.采用XRD对复合材料的物相结构进行了分析.研究了复合材料的介电常数与CCTO体积分数的关系.结果表明,在10kHz下,当CCTO含量等于50%(体积分数)时,复合材料的介电常数达到81.采用Maxwell-Gamett模型、Jaysundere模型和Yamada模型分别对实验结果进行了预测和比较,其中Yarnada模型与实验结果符合得较好.     

聚偏氟乙烯/膨胀石墨高介电复合材料的制备及性能

本实验采用溶液共混法制备了聚偏氟乙烯/膨胀石墨(PVDF/EG)复合材料,研究了膨胀石墨(EG)含量对复合材料微观形貌、电学性能、力学性能和热稳定性的影响。结果表明:EG的加入极大地降低了复合材料的体积电阻率(ρ_v),提高了其介电常数(ε_r)和介电损耗(tanδ),在EG质量分数为4%附近复合材料出现了渗流现象。PVDF/EG(5%,质量分数)复合材料的ρv相较于纯PVDF降低了11个数量级,εr提高了约68. 75倍,上升至550。随EG含量的增加,复合材料的拉伸强度和杨氏模量均呈先增大后减小的趋势,当EG质量分数为5%时分别达到最大值58. 31 MPa、910. 09 MPa,比纯PVDF分别提高了27. 76%、70. 10%;而断裂伸长率随EG含量的增加而逐渐减小。复合材料的热稳定性在EG加入量较少时得到明显改善,PVDF/EG(4%,质量分数)复合材料失重5%的分解温度比纯PVDF提高了5. 90℃。     

碳纳米管填充聚合物复合材料的介电性能研究

本文研究了未经处理的多壁碳纳米管／聚偏氟乙烯（MWNT／PVDF）复合材料体系的介电性能。发现，在低频下，复合材料的介电常数随MWNT的含量增加而迅速增加．当体积分数为2．0％时，介电常数高迭300左右．并且复合材料的渗流闲值仅为1．61％（体积分数）。MWNT较大的长径比和较高的电导率导致复合体系渗流闻值较低。发生渗流效应时，复合材料的介电损耗低于0．4，与频率无关。因此。可以认为未经过化学处理的碳纳米管可以大幅度改善PVDF基复合材料的介电性能。     

基于界面结构调控硅粒子/聚偏氟乙烯复合材料介电性能

为降低硅粒子/聚偏氟乙烯(Si/PVDF)复合材料体系的介电损耗(tanδ)及提高其击穿强度(E_b),采用高温氧化及聚苯乙烯(PS)包覆法,制备出两种分别具有SiO₂单壳及SiO₂@PS双壳的Si@SiO₂和Si@SiO₂@PS核壳结构粒子。采用FTIR、XRD和TEM分析测试了核壳粒子的壳层结构。分析测试证明,Si粒子表面存在SiO₂和PS壳层。结果表明,相比未改性Si/PVDF复合材料,SiO₂外壳显著降低和抑制了Si@SiO₂/PVDF复合材料的tanδ和漏导电流;PS层改进了Si/PVDF复合材料的界面相容性,促进其在基体中均匀分散。双壳结构Si@SiO₂@PS/PVDF复合材料呈现出最低tanδ和最高E_b。Si@SiO₂/PVDF和Si@SiO₂@PS/PVDF复合材料介电性能的改善归因于Si表面SiO₂及SiO₂@PS绝缘界面层有效阻止了半导体Si粒子间的直接接触,极大抑制了损耗。此外,Si/PVDF复合材料相界面缺陷减少及界面相容性改善均有效降低了局部电场畸变,提高了体系的E_b。Si@SiO₂@PS/PVDF复合材料在1 kHz下介电常数高达48,tanδ低至0.07,E_b约为6 kV/mm,在微电子器件及电力设备领域具有潜在的应用价值。      

核壳结构SiCNWs@SiO2/PVDF复合材料的制备与介电储能特性

为了加速新能源电子器件向微型化和集成化的方向发展,提高电子器件内部介电复合材料的性能至为重要,介电复合材料的介电性能和储能性能直接影响电子器件的质量,如何提高介电复合材料的介电性能和储能性能等引起了研究者们的广泛关注。以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,碳化硅纳米线(SiCNWs)和核壳结构碳化硅纳米线@二氧化硅(SiCNWs@SiO₂)为填料,通过溶液共混相转换法及热压工艺制备出一系列的SiCNWs/PVDF二元复合材料和SiCNWs@SiO₂/PVDF复合材料。探究介电纳米填料的表面修饰对PVDF基复合材料的微观结构、宏观介电性能和储能性能等的影响。实验结果表明,硅烷偶联剂KH550成功改性SiCNWs;通过一步法热氧化工艺成功制备出具有典型核壳结构的SiCNWs@SiO₂纳米线,SiO₂壳层的厚度随着SiCNWs热氧化时间的延长而增大,当SiCNWs热氧化时间为10 h,SiO₂壳层的厚度为6.5 nm;采用相转换法和热压处理成功制备一系列的SiCNWs/PVDF二元复合材料...     

碳纳米管填充聚合物复合材料的介电性能研究

本文研究了未经处理的多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯(MWNT/PVDF)复合材料体系的介电性能.发现,在低频下,复合材料的介电常数随MWNT的含量增加而迅速增加,当体积分数为2.0%时,介电常数高达300左右,并且复合材料的渗流阈值仅为1.61%(体积分数).MWNT较大的长径比和较高的电导率导致复合体系渗流阈值较低.发生渗流效应时,复合材料的介电损耗低于0.4,与频率无关.因此,可以认为未经过化学处理的碳纳米管可以大幅度改善PVDF基复合材料的介电性能.     

热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜的制备及其介电储能

将聚酰亚胺(PI)与PVDF分别溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF),共混后滴入酒精与纯水的混合液中析出絮状物,将絮状物收集干燥后热压制备出热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜。使用SEM、XRD、DSC和介电、铁电测试等手段对其表征,研究了这种材料的相容性、结晶行为和储能性能。结果表明：这种PI/PVDF全有机复合储能薄膜结合紧密,分布均匀。PI的加入促进了PVDF中γ相结构的生成,对PVDF薄膜击穿性能的影响较小,明显提高了全有机薄膜的储能性能。PI的添加量为5%的复合薄膜,在300 MV·m^-1电场下可释放储能密度6.52 J·cm^-3,约为相同条件下纯PVDF薄膜的1.4倍。     

BST/YIG复合材料的相结构、介电性能和磁性能的研究

以铁电性的钛酸锶钡（BST）和铁磁性钇铁氧体（YIG）为原料,采用固相反应法,合成了一系列铁电/铁磁复合材料,并对铁电/铁磁复合材料（YIG/BST）的介电性能和磁性能进行了详细地研究. 结果表明：在一定温度下烧结所得的铁电/铁磁复合材料,由铁电相和铁磁相两相组成;xBST-(1-x)YIG(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0)复合材料具有良好的介电性能和磁性能, 其介电常数实部ε′与虚部ε″均随BST含量的增加而升高,且介电常数的谐振峰随着YIG含量的增加而向频率高的方向移动.磁导率实部μ′与虚部μ″均随BST含量的增加而降低. 在YIG铁氧体中加入适量的陶瓷BST构成复合材料,可以有效地改善截止频率,提高高频电磁特性.     

高性能BaTiO_3/PVDF介电复合材料及其薄膜电容器应用

选用柔性高分子材料聚偏氟乙烯（PVDF）作为基体,纳米钛酸钡陶瓷（BaTiO3）作为填充相,采用简单的溶液共混以及流延工艺制备BaTiO3/PVDF薄膜。通过SEM观察了复合材料体系的微观结构,研究了BaTiO3/PVDF介电复合材料的介电性能。把所制备的BaTiO3/PVDF复合材料薄膜（70mm×30mm×25μm...     

聚偏氟乙烯/碳纳米管复合材料的制备及性能研究

通过溶剂蒸发成膜法,研究了多壁碳纳米管(MWNTs)对聚偏氟乙烯(PVDF)结晶行为、热行为及力学性能的影响。研究表明,随MWNTs的加入PVDF中α相逐渐减少,而β相晶体含量逐渐增加。且随着MWNTs含量增加,PVDF晶体体积减小,颗粒增多,完善度下降。表明MWNTs作为成核点有利于PVDF结晶,晶体颗粒明显增多,但另一方面,晶体相互制约,晶体尺寸减小。     

SiC(Nicalon)/Al复合材料的界面性能

本文建立了国内第一台复合材料界面强度原位测试仪(ISISTI).对SiC(Nicalon)/Al复合材料中选定的单纤维进行了顶出测试,并对界面结合强度进行了分析.结果表明:SiC(Nlcalon)/Al复合材料的界面结合强度与复合工艺条件之间具有明显的对应关系.本文为进一步评价界面反应程度、指导复合材料工艺研究提供了有效的手段.     

基于改性BT提高PVDF复合材料介电性能的研究

以酒石酸为螯合剂对钛酸钡(BT)进行表面改性,制备改性BT/聚偏二氟乙烯(PVDF)两相复合材料,并对制备的复合材料做介电性能分析。结果表明：改性后的BT能显著地提高复合材料的介电性能,且随着改性BT体积分数的增加介电常数逐渐增大;当改性BT体积分数增加到70%时,复合材料的介电常数在100Hz处为174,达到了最大值,与此同时系列改性BT复合材料的介电损耗能保持在较低水平,在100Hz处均为0.05左右。通过Lichtenecker对数方程对复合材料介电性能增强机制分析发现,酒石酸在BT表面的改性显著地改善了BT与PVDF基体的相容性,在BT表面形成了高介电性的界面弛豫区域,从而迅速提高了聚合物的介电性能。     

改性PZT/PVDF体系压电复合材料的介电和压电性能

采用复合材料模压工艺,制备了体积分数不同的改性PZT(含铌的钛锆酸铅)/PVDF(聚偏二氟乙烯)压电复合材料。采用扫描电镜对材料的形貌进行了分析,并利用HP4294A,Z-3A型准静态测试仪等系统地研究了改性PZT体积分数对材料介电、压电性能的影响。结果显示,在改性PZT体积分数为70%时,获得了性能优良的压电复合材料。在压电陶瓷高含量区(>0.5),部分压电陶瓷颗粒相互联接,形成了类似0-3(3-3)型复合连通形式,是复合材料获得优良压电、介电性能的主要原因。     

界面聚合法改性聚偏氟乙烯膜的制备与表征

通过界面聚合法对聚偏氟乙烯膜进行表面改性。并利用红外光谱,接触角,扫描电镜等检测手段对基膜和改性膜分别进行表征。研究结果表明,经过改性,聚哌嗪酰胺功能层成功地聚合到功能层表面。改性后,膜的亲水性大大增强,抗污染性提高。     

高储能陶瓷/聚偏氟乙烯复合电介质的研究进展

介电电容器作为间歇产生的可持续能源的高效存储转换设备,在新能源领域发挥着不可替代的作用.而电介质电容器的核心是具有高储能密度的电介质材料.聚合物电介质材料由于具有击穿场强高、放电速度快、能长时间使用并可自修复等特点,成为高性能电容器的潜力候选材料,但聚合物本身较低的介电常数限制了其储能密度.通过将具有高介电常数的陶瓷填...     

链结构对偏氟乙烯铁电共聚物介电性质的影响

用改进的介电松弛谱仪(精度 2‰)测定了 VDF(52)/TrFE(48)和VDF(47.5)/TrFE(47.5)/HeFP(5)在-120—140℃,10~(-2)-10~4Hz 范围的复数介电常数。介电松弛研究结果显示5mol%的 HeFP 导致三元共聚物 T_c 下降(30℃),非晶松弛强度减弱,T_g 降低(3℃),并引起局域松弛活化能升高(10.1kJ/mol),松弛时间增长。