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.     

BST/BZT/BST多层薄膜结构与性能研究

利用脉冲激光沉积法在LaNiO3/LaAlO3(001)基片上生长了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)和Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT)单层薄膜,以及Ba(Zr0.2Ti0.8)O3/Ba0.6Sr0.4TiO3/Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT/BST/BZT)多层薄膜.X射线衍射(XRD)分析发现,BST、BZT和LNO薄膜都具有高度的(00l)取向.原子力显微镜(AFM)显示三种样品表面光滑无裂纹,晶粒尺寸和表面粗糙度相当.电容测试表明,相对BST、BZT单层薄膜,多层薄膜具有最大的品质因数42.07.表明多层薄膜在微波应用中具有很大的潜力.     

交替中间热处理BST薄膜介电性能研究

用溶胶凝胶(Sol-Gel)法制备了三种钛酸锶钡(Ba_0.6Sr_0.4TiO₃, BST)薄膜：常规的四层薄膜, 在逐层制备过程中,对首层薄膜进行中间热处理(Preheat-treatment, PT)的四层薄膜及间隔或交替地对奇数层薄膜进行中间热处理（称为交替中间热处理(Alternate-preheat-treatment, APT)）的八层薄膜. 用XPS研究薄膜表面成分化学态, 用SEM和AFM观察表面形貌及晶化, 并进行了介电性能测试. 结果表明, 常规薄膜介电性能差; 经PT, 薄膜裂纹和缩孔显著减少,形貌明显改善,表面非钙钛矿结构显著减少, 介电性能明显提高; 经APT, 薄膜形貌进一步改善,平均晶粒大小约30nm,非钙钛矿结构进一步减少, 介电损耗明显降低,介电稳定性和介电强度大幅度提高. APT为制备退火温度低及结构均匀致密的纳米晶BST薄膜提供了新方法, 可满足低频实用要求. 退火温度对薄膜厚度的影响也进行了讨论.     

亲水性PVDF/TiO2复合薄膜的制备及光催化性能

本实验采用平板刮膜法制备PVDF/TiO2复合薄膜,再通过超声清洗致孔剂并改变其亲水性,然后对样品薄膜的微观形貌、力学性能、光催化性能等进行研究与分析.研究发现:PVDF/TiO2复合薄膜的拉伸强度和光催化降解能力均随着TiO2的加入呈现先增后减的趋势,在TiO2添加量为10％时,其复合薄膜的拉伸强度达到最大值,光催化降解能力最优,并且样品薄膜的光催化降解符合准一级动力学方程.随着超声时间的延长,样品薄膜的亲水性变差,但其仍为亲水性薄膜,光催化降解率先增后减,且当超声时间为3h时,光催化降解率达到最大值.     

TiO_2改性PVDF/PMMA复合薄膜的制备及其性能

以二氧化钛(TiO2)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基体,通过熔融共混制备PVDF/PMMA/TiO2复合薄膜,采用扫描电子显微镜、紫外/可见分光光度计、差示扫描量热仪和力学性能测试等方法表征了其各种性能。研究表明,PVDF与PMMA有良好的相容性,TiO2可以均匀的分散在基体中;TiO2的加入对材料的力学性能产生一定的影响,同时通过剥离实验对PVDF/PMMA/TiO2复合薄膜的粘结性能进行了表征。     

炭黑改性PZN-PZT/PVDF压电复合材料的制备与性能

将导电炭黑掺杂的聚偏氟乙烯(PVDF)与铌锌锆钛酸铅(PZN-PZT)陶瓷粉体复合,制备0-3型压电复合材料,研究了炭黑添加量对压电复合材料电性能的影响.结果表明,适量的导电炭黑可以明显提高复合材料的极化和压电性能.当炭黑含量为0.3%时,压电复合材料的综合性能最佳,剩余极化强度Pr达到5.37μC·cm-2,矫顽场Ec为57kV·cm-1,介电常数εr为177.2,压电常数d33达到39.7pC/N.     

钛酸锶钡(BST)薄膜的介电性能研究

采用射频磁控溅射法制备了BaxSr1-xTiO2（简称BST）薄膜材料,研究了不同膜厚,晶粒尺寸的BST薄膜的介电系数温度特性（ε1-T),频率特性（ε-r-f),电压特性（εr-U)及损耗的温度特性（tgδ-T),频率特性（tgδ-f),找出了BST薄膜的非线性,损耗随尺度变化的规律。     

PST-PT/PVDF复合材料的制备及介电性能

采用先驱体合成法得到PST-PT陶瓷粉体,X射线衍射测试结果显示粉体为纯四方钙钛矿结构。SEM分析表明,其颗粒大小比较均匀,粒度约为500 nm。采用模压/固化工艺,制备了PST-PT/PVDF 0-3型复合材料。测试了PST-PT/PVDF 0-3型复合材料的介电性质,测试结果显示,其介电常数强烈地依赖于两相的相对比例、测试温度和测试频率。当PST-PT含量(质量分数)为9%时,复合材料介电常数大幅度提高,在40℃~60℃左右有一个极值峰出现。      

Ni/PVDF复合薄膜电性能的拉伸改性

为了进一步研究聚合物基复合材料的拉伸效应,采用简单的物理混合法制备了Ni/PVDF复合薄膜并在120℃下进行拉伸改性研究。结果表明：镍含量远低于渗流阈值的样品,通过拉伸实现了与渗流效应类似的介电常数剧增的拉伸渗流效应;在伸长倍数为2.3时介电常数急剧增大,最大增幅17倍(12→220),同时电导率也增大了4～5个数量级,薄膜有绝缘体向导体转变的趋势。介电常数随拉伸倍数增加而大幅增加,是因为复合薄膜中的镍颗粒在外力拉伸作用下,其分布、微观结构逐步发生变化,以致形成了杆状镍颗粒群和微平行电容器结构等导电网络,发生拉伸渗流效应;同时,电导率的大幅增加也符合渗流理论的特征。     

KNN/PVDF纳米复合膜的制备及介电性能研究

采用聚合物前驱体法合成了K0.5Na0.5Nb O3(KNN)纳米粉体。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明,制备出的KNN粉体为单一的纯钙钛矿结构,并且其晶粒尺寸在15~25 nm之间。采用溶液混合法制备了KNN/聚偏氟乙烯(KNN/PVDF)纳米复合膜,研究了KNN纳米粉体的含量对复合膜微观形貌和介电性能的影响。结果表明,KNN纳米粉体均匀地分散在聚偏氟乙烯(PVDF)基体中,KNN/PVDF复合膜材料的介电常数和介电损耗均随着KNN含量的增加而增加。在1 k Hz下,当KNN质量分数为20%时,复合膜的介电性能较为优越,其介电常数为29.9,介电损耗为0.053。     

改进Sol-Gel法制备Y掺杂BST薄膜表面结构及介电性能研究

通过在溶胶前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮和在底电极Pt上形成界面仔晶层,对溶胶凝胶(Sol-Gel)法进行了改进,并以此在Pt/Ti/SiO₂/Si上制备了钇(Y)掺杂和非掺杂的Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ (BST)薄膜,研究了薄膜的表面结构和介电调谐性能. X射线光电子能谱表明,BST薄膜表面元素都以两种或三种化学态出现,一种对应钙钛矿结构,其余的对应非钙钛矿结构. 和非掺杂相比,除了Ti2p外,Y掺杂对Ba3d、Sr3d和O1s具有明显的影响,Ba、Sr和O原子在非钙钛矿结构中的含量分别由41%、33%和51%减少到26%、29%和40%. 扫描电镜和原子力显微镜表明,Y掺杂BST薄膜光滑致密、无裂纹和无缩孔. 40V偏压和100kHz频率下的电压－电容曲线表明,Y掺杂提高了薄膜的介电调谐性能,调谐率大于43%、损耗0.0216及优化因子20. 对Y掺杂改性机理也进行了讨论.     

阻抗渐变高介电钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜的设计与制备

人体皮肤与空气间在介电常数上有着失配性,可穿戴设备所用的材料需要与人体皮肤有良好的匹配性能,而单一的材料与结构已不能满足这种需求。利用原位聚合法合成了一系列钛酸钡(BaTiO_3)/聚酰亚胺(PI)混合溶液,通过逐层流延涂覆的方法设计制备了一种具有阻抗渐变性质的多层BaTiO_3/PI复合薄膜。结果表明:BaTiO_3纳米粒子可在复合薄膜中均匀分散,调节无机粒子的含量,能够有效地控制复合薄膜的介电常数在2.5~34.0之间变化;同时,BaTiO_3/PI复合薄膜对外加电场的频率具有不敏感性,也具有良好的力学性能,能够满足可穿戴设备对材料的要求。     

炭黑/碳纳米管填充硅橡胶的制备及压阻性能研究

采用静电组装技术,制备"葡萄串"结构的炭黑(CB)/多壁碳纳米管(MWCNT)(CB/MWCNT)纳米复合材料,并以其作为导电填料,经混炼、压延和硫化后,制备柔性导电硅橡胶(SR)复合材料。分别以透射电子显微镜,扫描电子显微镜和压力-电阻测试研究不同配合比和掺量的CB和MWCNT的组装效果、分散状态和压阻特性。结果表明,CB和MWCNT的体积配合比为3∶2条件下,静电组装效果最好,静电组装形成的"葡萄串"结构,可以提高CB/MWCNT/SR的导电性和压阻特性,CB/MWCNT/SR的渗流阈值为22%,施加25N压力条件下,电阻率下降约30%,CB/MWCNT/SR表现出良好的压阻特性。     

BST薄膜的研究现状与发展趋势

综述了(Ba1-xSrx)TiO3(BST)薄膜材料的研究现状，包括薄膜的制备技术、电极材料的选择、组分与掺杂对电学及介电性能的影响，分析了与薄膜相关的缺陷和可靠性现象，并对未来可能的进展作了简单的描述。     

PVDF/PSA管式复合纳滤膜的制备与耐酸碱的研究

以PVDF管式超滤膜为基膜,以无水哌嗪(PIP)为水相单体、苯-1,3,5-三磺酰氯(TSC)为有机相单体,通过界面聚合制备PSA复合管式纳滤膜Ⅰ和Ⅱ,研究了添加剂的浓度、水相后吹风时间、有机相反应时间等对分离膜性能的影响,通过FTIR、XPS、SEM对PSA纳滤膜进行了表征.结果表明,制备的PSA纳滤膜Ⅰ和Ⅱ在25℃、0.4 MPa下对2 000 mg/L的MgSO₄水溶液的截留率为95%和76%,通量分别为27和28L/(m²·h);其耐酸碱性从pH=3～11上升为pH=0～14,且在不同浓度的酸碱溶液中浸泡22 d,纳滤膜性能依然稳定.     

半胱氨酸改性纳米Ag/PVDF复合材料制备及介电性能研究

以半胱氨酸为改性剂,对纳米Ag进行表面修饰,制备了系列改性纳米Ag/PVDF复合材料;通过对复合材料的介电性能进行研究,结果表明,改性后纳米Ag在PVDF基体中的填充量能够得到迅速提高,体积分数可达到25%以上而不发生导电现象;当改性纳米Ag/PVDF复合材料中纳米Ag体积含量达到20%时,复合材料的相对介电常数达到了115,介电损耗保持在0.09以下;通过扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱和X射线衍射图谱分析表明,这种高介电常数,低介电损耗的性质来源于纳米Ag在聚合物基体中分散性的提高,改性纳米Ag表面连接的半胱氨酸改善了纳米Ag粒子与PVDF基体的界面相容性,提高了PVDF结晶体和纳米Ag在基体中的分散均一性,降低了聚合物基体内纳米Ag团聚和导电网络的形成几率,有效改善了金属/聚合物介电材料的加工条件,提高了聚合物的介电性能。     

纵振换能器与PVDF压电薄膜复合换能器研究

本文研究纵振换能器与PVDF薄膜构成复合接收换能器,既保留了纵振换能器的优点,又可实现平坦宽带接收响应。     

STO/YBCO薄膜的制备及介电性能研究

采用脉冲激光沉积技术,在(100)LaAlO3单晶基片上生长SrTiO3/Y1Ba2Cu3O7-x(STO/YBCO)多层薄膜。XRD分析表明:YBCO薄膜和STO薄膜均为C轴取向,STO(002)/YBCO(006)衍射峰摇摆曲线半高宽为0.73°。AFM分析表明,STO/YBCO多层薄膜表面平整、均匀,在77K,100kHz的测试条件下,STO薄膜介电损耗tgδ<10-2,在53.6kV/cm电场作用下,介电常数的相对变化为38%。     

聚丙烯/氮化硼纳米片复合薄膜的制备及介电储能性能研究

聚丙烯(PP)薄膜已广泛应用于薄膜型电容器和静电储能元件,但较低的介电常数限制了其进一步应用。本文以PP为基体材料,通过掺杂低含量的六方氮化硼(h-BN)二维纳米片,制备出聚丙烯/氮化硼纳米复合薄膜,以提高PP介电常数。其中一个关键因素是调控两相界面,以获得h-BN在PP中的良好分散和与基体的紧密结合。本论文通过超声剥离的方式制备少层氮化硼纳米片(BNNSs),并采用盐酸多巴胺(PDA)的非共价聚合反应进行包覆,得到了BNNSs@PDA。通过XRD、FT-IR和TEM表征了BNNSs@PDA的形貌,验证了核-壳结构的直径约150～200 nm,最小厚度约3 nm,有机PDA壳层平均厚度约为7nm。将BNNSs@PDA与PP复合得到薄膜,通过SEM、耐压测试仪、阻抗分析仪等设备对薄膜的微观结构、击穿性能和介电性能进行了研究。结果表明:在BNNSs@PDA的含量仅为1%(质量分数)时,复合材料的介电常数提高至5.62,损耗仅为0.006,理论储能密度高达7.42 J/cm~3,是纯PP薄膜的4.8倍。以上结果表明:BNNSs@PDA与PP良好的界面、二维纳米片在面内的取向分布,有效阻碍了外电场下电树枝的扩展,抑制了载流子的传输作用,同时引入了界面极化,从而有效提高了复合薄膜的介电和击穿性能。     

Al片/PVDF介电复合材料的制备及性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体, 选用普通工业铝粉为填充组分, 选用乙醇为溶剂, 采用一种简单球磨工艺制备Al片/PVDF介电复合材料, 研究了不同含量的铝粉对复合材料的介电性能的影响。利用SEM分析了复合材料的微观形貌, 并用EDS对微观区域进行元素分析。研究结果表明, 铝片的加入不仅大大提高了复合材料的介电常数, 降低了介电损耗, 而且还具有较高的击穿性能, 满足电子工业领域的要求。