聚合物-稀土掺杂钛酸钡颗粒复合薄膜的制备、结构设计及储能性能研究
发布时间：2020-12-12 02:47
本论文的主要内容为聚偏氟乙烯（PVDF）基复合膜介电储能性能的研究。为了制备具有低损耗、高击穿场强、高储能的介电储能材料,本研究以高介电的Nd-BaTiO3作为原料,制备了Nd-BaTiO3@Al2O3（NBT@AO）颗粒,通过探究不同的溶液温度与退火温度,发现70°C溶液温度与300°C退火温度下制备Nd-BaTiO3@Al2O3@Dopamine（NBT@AO@PDA）颗粒表现出了良好的形貌与分散性。并在此基础上进一步制备了NBT@AO@PDA颗粒。采用流延法将这两种颗粒与PVDF进行复合,对复合膜的相结构与形貌进行了表征,探究了颗粒对复合膜介电性能、击穿性能、储能性能的影响。NBT@AO颗粒对PVDF的相结构没有产生影响,在小填充比下NBT@AO颗粒在复合膜中有着较好的分散性,但随着颗粒填充比的增加其在PVDF基体中分散性变差。探究了14 vol%的PVDF/NBT@AO复合膜的介电性能。结果表明:NBT@...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVDF三种晶体结构的主链结构示意图
贵州大学 2019 届硕士研究生学位论文件下，由于介电弛豫效应，介电常数随着电场频率的升高是指偶极子产生定向排列所需的时间。在交流条件下，介组成，介电常数可以由以下公式表示：ε = ε′jε′′条件下介电常数的实部和虚部都有着频率的依赖性，在不同制对介电常数的贡献也不相同，如图 1.2 所示：
贵州大学 2019 届硕士研究生学位论文维填充材料，可以提升聚合物复合材料的介电常数[29,54-57]，并最终提升复合材料的储能密度。ZhangX 将钛酸钡颗粒加入到二氧化钛的前驱体中，通过静电纺丝法，制备出了 BT@TO 纤维，并用流延法制备 PVDF/BT@TO 复合膜，研究表明氧化钛与钛酸钡的界面处存在着Ba2+与Ti4+的相互替位，这种替位产生了界面极化的效应。由于二氧化钛层可以有效缓解因BT与基体因介电常数巨大差异而引起的电场畸变现象，同时 BT@TO 纤维具有大长径比，使得复合膜的击穿强度大幅提高，并获得了 31.2J/cm3可释放储能密度,且有着 78%的储能效率。分层界面的理念为提高复合材料的储能密度提供了新的路线[58]。
本文编号：2911708
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVDF三种晶体结构的主链结构示意图
贵州大学 2019 届硕士研究生学位论文件下，由于介电弛豫效应，介电常数随着电场频率的升高是指偶极子产生定向排列所需的时间。在交流条件下，介组成，介电常数可以由以下公式表示：ε = ε′jε′′条件下介电常数的实部和虚部都有着频率的依赖性，在不同制对介电常数的贡献也不相同，如图 1.2 所示：
贵州大学 2019 届硕士研究生学位论文维填充材料，可以提升聚合物复合材料的介电常数[29,54-57]，并最终提升复合材料的储能密度。ZhangX 将钛酸钡颗粒加入到二氧化钛的前驱体中，通过静电纺丝法，制备出了 BT@TO 纤维，并用流延法制备 PVDF/BT@TO 复合膜，研究表明氧化钛与钛酸钡的界面处存在着Ba2+与Ti4+的相互替位，这种替位产生了界面极化的效应。由于二氧化钛层可以有效缓解因BT与基体因介电常数巨大差异而引起的电场畸变现象，同时 BT@TO 纤维具有大长径比，使得复合膜的击穿强度大幅提高，并获得了 31.2J/cm3可释放储能密度,且有着 78%的储能效率。分层界面的理念为提高复合材料的储能密度提供了新的路线[58]。
本文编号：2911708
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