纳米BaTiO3-SiCw/聚偏氟乙烯三元复合薄膜的制备及其介电性能

以15wt%十六烷基三甲基溴化铵改性碳化硅晶须(CTAB-SiC_w)和KH550改性纳米BaTiO₃(BT)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,通过溶液流延法制备了BT-SiC_w/PVDF三元复合薄膜,利用FTIR、XRD、SEM和LCR介电温谱仪-高温测试系统联用装置对产物进行结构表征和介电性能测试。结果表明:KH550可以成功改性BT粒子且不会改变BT晶体结构,SiC_w和BT能够较好地分散在PVDF基体中;随着BT引入量的增加,复合薄膜的介电常数先增加后减小,其中当引入10wt%BT时介电性能最优,即频率f=500 Hz、介电常数ε_rmax=33、介电损耗tanδ_max=0.154。随着温度的升高,该试样的介电常数和介电损耗也逐渐增加,并在120℃达到最大值(f=500 Hz、ε_rmax=110、tanδ_max=1.3)。结果对于研究具有高介电常数的三元复合电介质材料为在埋入式电容器中获得应用提供了一种策略。      

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.     

PVDF/改性BaTiO3复合材料介电性能研究

用硅烷和钛酸酯偶联剂对BaTiO3粉进行了表面处理，使用溶剂法制备了PVDF／BaTiO3复合薄膜，通过疏水亲油实验定性地分析了硅烷和钛酸酯偶联剂对BaTiO3粉的偶联作用可以改善PVDF／BaTiO3的界面结合，通过测定PVDF／BaTiO3的介电常数和介电损耗角正切值表征了复合材料的介电性能，PVDF／BaTiO3扫描电子显微镜（SEM）的微观形态分析发现，经过偶联剂表面处理，BaTiO3粉在PVDF中的分散情况改善，偶联剂的用量对微观形态影响较大。     

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。     

阻抗渐变低介电BaTiO_3/PVDF复合纤维膜的设计与电纺制备

阻抗渐变材料在医用可穿戴设备中起着重要作用。为了实现不同材料之间的相互匹配特性,低介电阻抗渐变材料的研究尤为重要。利用静电纺丝的方法,设计制备了具有阻抗渐变性的低介电钛酸钡(BaTiO3)/聚偏氟乙烯(PVDF)复合纤维膜。结果表明:BaTiO3纳米粒子可在纤维网络中均匀分布,通过调节其质量分数,能够有效调节BaTiO3/PVDF复合纤维膜的介电常数在1~7的范围内,BaTiO3/PVDF复合纤维膜对不同的电场频率具有不敏感性。BaTiO3/PVDF复合纤维膜还具有良好的力学性能,能够有效满足可穿戴设备的材料需求。     

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.     

拉伸速率对PVDF薄膜介电压电性能的影响

通过单轴拉伸工艺制备了PVDF压电薄膜,运用X射线衍射和FTIR分析技术分析了不同拉伸速率下薄膜的微观结构;并探讨了极化电场对薄膜压电介电性能的影响.结果表明PVDF经单轴拉伸后,体系中出现了压电性能很强的β相和γ相,而且拉伸速率越高,体系出现的β相和γ相越多.随着极化电场的升高,PVDF压电薄膜的压电应变系数升高,介电常数升高,介电损耗降低.     

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.     

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...     

BaTiO3纳米粒子/环氧精细功能复合材料的制备及其介电性能的研究

采用精细复合工艺, 制备了BaTiO₃纳米粒子/环氧复合材料, 研究了该复合材料的介电常数随BaTiO₃含量的变化关系, 以及复合材料的介电损耗性能。      

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。      

Cu含量对BaTiO3/Cu复相陶瓷材料介电性能的影响

用传统固相法制备了(1-x)BaTiO3/xCu(x=5 wt%,10 wt%,15 wt%,20 wt%,25 wt%,30 wt%)复相陶瓷,研究了Cu含量对复相陶瓷材料的显微结构、渗流阈值及介电性能的影响.研究结果表明:BaTiO3/Cu复相陶瓷材料的电阻率随着铜含量的增加而下降,且在渗流阈值(x=25wt%)附近呈现非线性的下降趋势,复合材料从绝缘体逐渐变为导体.室温下1 kHz当Cu含量达到x=30wt%时复相陶瓷的介电常数为~9000,这是由于在导体和绝缘体的相界面处积累大量的空间电荷,并由此产生界面极化,导致介电常数的显著增大,且随着导体含量的增加,这种界面效应更加明显.复相陶瓷的介电损耗随着铜含量的增加而增大,但随着频率的升高,由于空间电荷的减少又会使损耗呈现下降的趋势.在25~115℃的温度范围内,复相陶瓷温度系数小于5%,具有很高的介电常数温度稳定性.     

KH550硅烷偶联剂对复合材料结构和介电性能影响

采用KH550硅烷偶联剂对BaTiO3粉体进行了表面处理,用溶液混合法及热压工艺制备了BaTiO3/PVDF复合材料.通过扫描电子显微镜对复合材料形貌的分析发现偶联剂的用量对复合材料形态影响较大; 用傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射分析了偶联剂用量对BaTiO3/PVDF复合材料微观结构影响; 通过阻抗分析仪研究了复合材料的介电性能, 发现偶联剂用量对复合材料介电性能影响很大,当偶联剂用量在1%(质量分数)时,BaTiO3体积分数为40%的复合材料介电常数高达51.     

不同纳米填料填充聚偏氟乙烯基复合材料的介电松弛行为

以绝缘性BaTiO₃、半导性SiC和具有导电性的纳米石墨片（GNP）为填料,采用溶液法制备了聚偏氟乙烯（PVDF）基复合材料,着重研究了具有不同性质的填料对PVDF基复合材料介电行为的影响。结果表明：随着不同纳米填料用量的增加,PVDF基复合材料的介电常数都有增大的趋势,尤其是添加半导性SiC和导电性GNP对PVDF基复合材料介电性能改善的效果最明显,其影响程度可由ε'-ε"曲线获知;当SiC和GNP含量高于渗流阈值后,其高频松弛峰趋于平直;采用介电模量的形式可以很好地描述材料在频率依赖下的松弛行为,其松弛激活能随着填料用量的增大而降低,表明填料的加入促进了PVDF基复合材料的极化。     

多巴胺改性BaTiO_3对BaTiO_3/PVDF复合材料击穿场强的影响

为了提高BaTiO3/PVDF复合材料的击穿场强。首先,利用多巴胺对BaTiO3进行表面功能化处理,得到多巴胺改性的BaTiO3(Dopa@BaTiO3);然后,将其与聚偏氟乙烯(PVDF)混合,采用液相浇铸法制得Dopa@BaTiO3/PVDF复合材料;最后,测量了不同Dopa@BaTiO3添加量的Dopa@BaTiO3/PVDF复合材料的击穿场强和介电性能。结果表明:与改性前的BaTiO3/PVDF复合材料相比,Dopa@BaTiO3/PVDF复合材料在击穿场强显著提高的同时,介电常数基本保持不变;当Dopa@BaTiO3添加量为3vol%时,击穿场强为210kV/mm,比改性前的复合材料的提高了78%;当Dopa@BaTiO3添加量为10vol%时,击穿场强为180kV/mm,比改性前的合材料的提高了88%。研究解决了BaTiO3/PVDF复合材料击穿场强较低的问题,可为同时提高复合材料的介电常数和击穿场强提供参考。     

Thermal conductivity and dielectric properties of Al/PVDF composites

Polymeric composites with relatively high thermal conductivity, high dielectric permittivity, and a low dissipation factor are obtained in the present study. Three types of core-shell-structured aluminum (Al) particles are incorporated in poly(vinylidene fluoride) (PVDF) by melt-mixing and hot-pressing processes. The morphological, thermal, and dielectric properties of the composites are characterized using thermal analysis, a scanning electron microscope, and a dielectric analyzer. The results indicate that the Al particles decrease the degree of crystallinity of PVDF, and that the particle size and shape of the filler affect the thermal conductivity and dielectric properties of Al/PVDF. No variation in the dissipation factor is observed up to 60 wt.% Al. Thermal conductivity and dielectric permittivity values as high as 1.65 W/m K and 230, respectively, as well as a low dissipation factor of 0.25 at 0.1 Hz, are realized for the composites with 80 wt.% spherical Al.     

石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

以天然鳞片石墨为原料,通过Hummers法制备氧化石墨,微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂KH-560为改性剂,超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌,测试其介电性能。结果表明,随着石墨烯纳米片添加量的增加,复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势,当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时,介电常数达到最大;石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反;偶联改性使复合材料的介电常数增大,介电损耗减小。     

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。      

添加Ni和Ag纳米颗粒对BaTiO3/PVDF复合材料击穿场强的影响

选用金属Ni和Ag纳米颗粒作为导体相,采用共混法分别制备了击穿场强较高的Ni-BaTiO₃/聚偏氟乙烯（Ni-BaTiO₃/PVDF）和Ag-BaTiO₃/PVDF三相复合材料。研究了导体相Ni和Ag添加量、粒径及导体种类对复合材料击穿场强的影响,发现Ni-BaTiO₃/PVDF和Ag-BaTiO₃/PVDF三相复合材料的击穿场强均随导体添加量的增加呈现先升高后降低的趋势,且在适宜的导体添加量下复合材料均表现出高于未添加导体相的BaTiO₃/PVDF两相复合材料的击穿场强;添加同类导体Ni时,Ni粒径越小,三相复合材料的击穿场强提高越明显;导体添加量与粒径均相同时,Ni-BaTiO₃/PVDF复合材料的击穿场强较高,当粒径50 nm的Ni添加量为体积分数1.90%时,其击穿场强可达200 kV/mm,储能密度比BaTiO₃/PVDF两相复合材料提高4倍。这些结果可用库仑阻塞效应很好地解释。     

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。