聚丙烯/聚偏氟乙烯共混复合材料的介电性能的研究

研究了高介电常数的聚偏氟乙烯(PVDF)共混改性聚丙烯(PP)以提高PP的介电性能.分析了PVDF含量、加入的聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)增容剂和拉伸等因素对PP/PVDF复合材料介电性能的影响.采用SEM和DSC等方法研究了复合材料的界面性能.结果显示,聚偏氟乙烯(PVDF)及增容剂的加入能够提高PP/PVDF的介电性能,拉伸由于能促进β相PVDF的生成,同样可以有效地提高复合材料的介电常数.     

正硅酸乙酯改性的银填充聚偏二氟乙烯介电复合材料的制备及性能研究

利用湿化学还原法制备了银(Ag)颗粒,并用正硅酸乙酯对其进行处理,通过混合和热压工艺制备了正硅酸乙酯改性的银填充聚偏二氟乙烯介电复合材料。研究了正硅酸乙酯水解得到二氧化硅(SiO2)绝缘层对该复合材料介电性能的影响。结果表明:正硅酸乙酯水解在Ag颗粒之间生成的SiO2绝缘层避免了Ag颗粒之间的直接接触,形成了内部电子阻隔层,使复合材料的渗流阈值增大,介质损耗保持较低的值(小于0.08,1kHz,体积分数28%),电导率为2.85×10-5S/m(1 kHz,体积分数28%)。由于SiO2绝缘层具有一定的厚度(计算值为10 nm),载流子在金属Ag颗粒间及颗粒与基体间跃迁相对较难,导致了该复合材料具有较低的介电常数值(ε=38.5,1 kHz,体积分数28%)。     

ZIF-67/PVDF复合薄膜的制备及介电性能

改善介电电容器性能是满足电路元器件微型化和集成化需求的有效方法之一,如何提高介电复合材料的介电性能引起了研究者们的广泛关注。本文以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,金属有机框架物（MOFs）ZIF-67为填料,通过流延涂膜制备了一系列ZIF-67/PVDF复合薄膜材料,探究MOFs对PVDF基复合材料的微观结构及宏观性能影响。结果表明：ZIF-67可以诱导PVDF生成更多β相,促进基体极化,提高复合材料的力学性能和介电性能。当填料质量分数为5%时,ZIF-67/PVDF复合薄膜40℃下的杨氏模量为1 200 MPa,击穿场强为139.74 kV/mm,两者相较于纯PVDF薄膜均有增长;100 Hz下的介电常数为10.39,比纯PVDF薄膜提高了35.29%,并且能保持较低的介质损耗。     

聚偏氟乙烯对锂离子蓄电池性能的影响

为弄清聚偏氟乙烯(PVDF)的结构和晶型对锂离子蓄电池性能的影响,对5种PVDF的粉末和胶膜进行了X射线衍射分析,并用这些PVDF作为粘合剂制成锂离子蓄电池,然后测试电池的性能.实验发现,PVDF分子量小有利于离子迁移,但粘合强度不够;PVDF分子量大则内部自由体积小不利于离子迁移;PVDF分子量适中,相应的胶膜结晶度高,晶胞大,有利于离子迁移,用这种PVDF作为粘合剂的电池内阻较小,放电平台较高,循环寿命较长.     

聚偏二氟乙烯薄膜制造高能密度电容器

聚偏二氟乙烯薄膜制造高能密度电容器国营七九三厂（长春１３００１２）张欣荣最近几年，高压储能电容器用途越来越广泛，要求超小型、高可靠、长寿命、电性能稳定，也就是行业术语所讲，要求高能密度。要想达到以上要求，从储能因数（Ｅ２ε）知道一种方法是增大介质的耐...     

聚偏氟乙烯基金属化膜电容器自愈特性的研究

聚偏氟乙烯基聚合物是开发高储能密度金属化膜电容器的重要介质之一,而对其自愈特性的研究是提升储能特性的关键。通过对聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混(PVDF/PMMA)薄膜与金属化膜电容器心子的耐压试验、自愈点形貌表征与自愈能量等效电路计算,与聚丙烯电容心子对比分析了电容器的击穿场强、自愈能量等特性。发现批量化制薄膜的击穿场强相比实验室制薄膜降低约21%;电容心子贯穿性击穿场强为薄膜击穿场强的54%,心子平均自愈面积大于同等容量聚丙烯心子。在此基础上建立了自愈过程等效电路模型,讨论了PVDF/PMMA电容心子自愈机理。     

磺化聚醚醚酮/聚偏氟乙烯共混膜的研究

为有效抑制磺化聚醚醚酮(SPEEK)的溶胀,制备了聚偏氟乙烯与较高磺酸化程度的聚醚醚酮共混膜。该类质子交换膜水热稳定性较高,质子电导率是Nafion!115膜传导率的9%,电化学方法表明共混膜具有较好的阻醇性能,相同测试条件下,甲醇渗透量仅是Nafion!115膜的渗透量的1/20。综合各项性能,认为聚醚醚酮-聚偏氟乙烯共混膜有希望成为一种新型的直接甲醇燃料电池用质子交换膜。     

不同干燥条件下聚偏氟乙烯的结晶与电池性能

研究了以聚偏氟乙烯（PVDF）作为正负极粘结剂制造锂离子电池,极片干燥条件对聚偏氟乙烯（PVDF）的影响大。合适的干燥条件使PVDF的结晶度高,晶胞参数a大、b小,电池性能好。     

采用PMMA填充的一维纳米材料介电性能研究

为了制备以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)填充纳米孔的新型一维纳米材料并对其电性能进行研究,采用偶氮二异丁氰引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)在一种径迹刻蚀聚合物纳米孔膜的纳米孔(孔径为50nm)中聚合,制得此一维纳米材料,并通过高压设备、介电谱仪、高阻计等装置测定此一维纳米材料的击穿电压、电导电流、相对介电常数和介质损耗角正切随频率变化情况等介电性能。实验结果表明这种新型一维纳米材料的击穿场强虽然低于PMMA,但较原始聚合物纳米孔膜的击穿场强有所提高,且通过控制反应条件等,具有进一步提高的可能。     

聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔隔膜的制备工艺

采用倒相法制备PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)多孔薄膜。主要研究了聚合物溶胶的制备工艺条件、薄膜的制作工艺、不同溶剂和非溶剂对薄膜孔结构及性能的影响。研究表明:以丙酮为溶剂、蒸馏水为非溶剂的溶胶在60 ℃下搅拌2 h,采用干法制膜,薄膜厚度控制在50 μm左右,这样制得的薄膜能满足聚合物锂离子蓄电池对隔膜材料性能的要求。以这种隔膜制作的聚合物锂离子蓄电池表现出良好的充放电性能。     

聚酰亚胺/介孔二氧化硅复合薄膜的介电性能研究

采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺(PI)/介孔二氧化硅(MCM-41)复合薄膜。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)观察到MCM-41粒子规整的六方立体结构,通过扫描电子显微镜(SEM)研究了MCM-41粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态以及MCM-41粒子添加量对该复合薄膜介电性能的影响。结果表明:PI复合薄膜的体积电阻率和电气强度都有不同程度的提高。与纯PI相比,MCM-41含量为3.0%时,复合薄膜体积电阻率提高了一个数量级,由2.8×1014Ω.m增至2.1×1015Ω.m,同时介电常数从3.26降至2.86,介质损耗因数无显著变化。     

碳纳米管填充的高介电常数聚合物基复合电介质材料

介绍了碳纳米管电性能及其功能化改性、以及利用碳纳米管掺杂聚合物制备柔性高介电常数复合材料的研究现状,发现化学气相沉积法得到的多壁碳纳米管(MWNT)在化学处理前后形成的聚合物基复合材料具有明显不同的分散特性和介电性能.相对于微米级球形导电颗粒填充的复合材料,一维尺度碳纳米管填充的复合材料具有明显低得多的渗流阈值,低渗流阈值可以明显保持聚合物基体优良的机械性能.期望在这一领域从工程电介质的角度做深入的研究工作,以发现碳纳米管在聚合物基复合材料领域所表现出的新特性、新现象.     

Dielectric and Pyroelectric Properties of Lead Zirconate Titanate Composite Films

A new sol-gel approach has been established to prepare dense and crack-free lead zirconate titanate (PZT)/PZT composite films. This new process combines the modified sol-gel method for preparing ceramic/ceramic composite films and the infiltration technique. In the modified sol-gel method, sintered PZT powder is dispersed in a PZT precursor solution to form a slurry which is then spin-coated on a substrate. However, the resulting composite film usually contains a considerable amount of pores, and thus resulting in serious degradation of the mechanical, ferroelectric and piezoelectric properties of the films. In the present work, an additional step, infiltration, has been included in the method. A diluted PZT precursor solution is deposited on the composite film to infiltrate and fill-up the pores, and hence a dense composite film is obtained. The dielectric, ferroelectric and pyroelectric properties of the resulting PZT/PZT composite film are comparable to those of a sol-gel derived PZT film; showing the values of 1200, 0.04, 21 μC/cm² and 180 μC/m² K for relative permittivity, dielectric loss, remanent polarization and pyroelectric coefficient, respectively.     

Garton效应对膜纸复合绝缘电容器介损测量值的影响及对策

介质损耗因数(tanδ)的测量是判断电气设备绝缘情况较灵敏、有效的方法。介绍了绝缘理论中的Garton效应,分析了Garton效应对膜纸复合绝缘电容器介质损耗因数tanδ的影响,提出了现场试验中判断设备发生Garton效应的方法以及相应对策。     

纳米改性变压器油-纸复合绝缘频率响应特性

为寻求提高变压器油纸复合绝缘特性可能途径,开展了纳米改性变压器油-纸复合绝缘频率响应特性研究。利用电介质频率响应法,对比测试了添加纳米改性前后油纸复合绝缘不同微水含量、在不同温度条件下,10^-4～10^-6Hz范围频率响应;建立基于Cole-Cole函数的弛豫模型分析实验结果,并通过最小二乘法拟合得到弛豫模型参数;分析小同微水含量及温度条件下添加纳米粒子对弛豫参数的影响。结果表明：所建立的弛豫模型能较好地反映油纸复合绝缘频率响应特性,弛豫模型参数能反映油纸复合绝缘状态的变化规律;添加纳米粒子引入了新弛豫机制,在低频及高频段,降低了油纸复合绝缘的介质损耗,在0．1～100Hz频率范围内却增大了其介质损耗,且随着温度升高及微水含量增加,影响越显著。     

Dielectric Properties of Niobium and Lanthanum Doped Lead Barium Zirconate Titanate Relaxor Ferroelectrics

The lead barium zirconate titanate (PBZT) relaxor ferroelectrics are ideal for high voltage capacitor applications due to their high dielectric constant, stability under DC bias, and temperature stability. In this study the composition (Pb_0.65Ba_0.35)(Zr_0.70Ti_0.30)O₃ was selected as the base composition. It exhibited typical relaxor characteristics such as frequency dispersion and diffuse phase transition. The dielectric constant is 6000 at room temperature and remains almost constant under electric field as high as 20 kV/cm. To further enhance the dielectric properties, various amounts of niobium oxide and lanthanum oxide dopants were added to the base PBZT to alter the defect structure and hence the dielectric properties. It was found that the dielectric constant of 1% Nb-doped samples was increased by 20–25% while maintaining similar voltage stability. This increase was attributed to the abnormal grain growth in the Nb-doped sample, and the correlation between microstructure and dielectric constant was drawn through a grain size study. The La addition only caused a monotonic decrease of dielectric constant and slightly improved voltage stability.     

联苯型聚酰亚胺复合管膜的制备及其电性能研究

通过原位缩聚,采用3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为主要原料制备了聚酰亚胺(PI)复合管膜.首先合成聚酰胺酸(PAA),并旋涂制备了聚酰胺酸管膜,然后将溶有碳粉的氟树脂与纯聚酰胺酸管膜复合并热亚胺化,最后再涂覆保护层,制得PI复合管膜.采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差式扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)、精密阻抗分析仪和高阻计分别对聚酰亚胺复合管膜的结构、玻璃化转变温度(Tg)、分解温度(Td)、介电性和电阻率进行了表征.研究结果表明,聚酰亚胺管膜的Tg为312.5℃,失重5%的分解温度为560℃.PI复合管膜的介电常数较纯PI管膜稍有增加,碳粉层的加入有效改善了纯PI管膜的介电常数随频率的突变行为,而介质损耗方面.PI复合管膜比纯PI管膜稍有降低.PI复合管膜的表面电阻率比纯PI管膜降低了92.85%,体积电阻率比纯PI管膜降低了77.30%.     

EP/MWNTs/OMMT复合材料的电学性能研究

通过对多壁碳纳米管(MWNTs)进行酸化处理,并将MWNTs和有机化蒙脱土(OMMT)两种纳米粒子加入到环氧树脂(EP)中,采用酸酐类固化剂固化,制得了EP/MWNTs/OMMT三相复合材料。对MWNTs酸化前后的微结构进行了观察及对三相复合材料的介电性能进行了测试。结果表明:酸化后的多壁碳纳米管在溶剂中的分散性得到很大的改善,提高了MWNTs在环氧基质中的分散性;随着MWNTs含量的增加,EP/MWNTs/OMMT复合材料的体积电阻率总体呈下降的趋势,介电常数与介质损耗呈现先下降后上升的趋势,OMMT的加入在一定程度上对EP/MWNTs/OMMT复合材料的介电性能起到了积极的作用。