碳化钛/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究
发布时间：2021-04-08 18:11
在当今社会，高介电材料在微电子工业的应用越来越广，因此对介电材料的性能要求也越来越高。众所周知，传统的铁电陶瓷/聚合物基复合材料因为填料含量过高，导致其机械性能较差，严重影响了该类材料在嵌入式电容器中的应用。因此，制备出兼具优良介电性能和机械性能的新型介电功能复合材料已成为工程电介质材料研究领域亟待解决的关键问题之一。本文以具有高导电性的纳米碳化钛（TiC）粉体为填料，首先使用小分子有机物聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、油酸（OA）及硅烷偶联剂（DB570）表面改性纳米TiC粒子，再利用原位聚合法将表面改性后的纳米TiC粒子添加到聚酰亚胺（PI）基体中，制备出一系列不同TiC含量的TiC/PI复合薄膜。采用扫描电子显微镜对TiC/PI复合薄膜的显微结构进行了分析，并对TiC/PI复合薄膜的电性能以及力学性能进行了测试。实验结果表明，不同小分子有机物改性后的纳米TiC粉体在PI基体中的分散性存在较大的差异。其中采用OA修饰后的TiC粉体在PI基体中分散得较为均匀，粒径在100-200nm之间，优于采用PVP及DB570改性后的TiC粉体。复合薄膜的介电性能分析显示，经过PVP修饰后的TiC粉体...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DB570修饰前后的TiC粒子的扫描电镜照片
- 15 -c) DB570 修饰 TiC 含量 5 vol.%复合薄膜 d) DB570 修饰 TiC 含量 20 vol.%复合薄膜图 3-2 未经修饰及 DB570 修饰的 TiC/PI 复合薄膜 SEM 照片Fig. 3-2 SEM images of unmodified and DB570-modified TiC/PI composite films由图 3-2a) 可知，未经修饰过的 TiC 粉体含量为 5vol.%时，TiC 粉体粒径小，粒径在 100-200 nm 之间，分散均匀，无团聚现象出现。而且 TiC 粉体 PI 基体有着较好的相容性。随着 TiC 粉体体积含量的增大，未经修饰过的iC 粉体含量为 20 vol.%时，粒径保持在纳米级别，且粒径均匀，无明显团聚象发生。分析认为这是由于 TiC 粒子之间相互作用力较小。如图 3-2c) 所，当经 DB570 修饰过的 TiC 含量为 5 vol.%时，粉体粒径在 300-400 nm 之，分散较为均匀，无明显团聚现象发生，且与 PI 基体相容性较好。见图 3-d)，经 DB570 修饰过的 TiC 粉体含量为 20 vol.%时，TiC 粒子出现团聚现。这可能是因为 DB570 部分转化为硅醇，导致粒子间作用力增大，出现团。
第4章 OA 修饰的纳米 TiC/PI 复合薄膜的结构与性能分析4.1 扫描电镜（SEM）分析4.1.1 OA 修饰的 TiC 颗粒的扫描电镜分析本测试采用 FEI Sirion200 型扫描电子显微镜，对未经过修饰的 TiC 粒子和经过 OA 修饰过的 TiC 粒子的微观结构进行了观察。如图 4-1 是未经修饰的TiC 粒子和经 OA 修饰的 TiC 粒子的扫描电镜图像。b)a)
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚酰亚胺复合材料研究进展[J]. 赵伟栋,王磊,潘玲英,刘含洋,赵翠梅. 宇航材料工艺. 2013(04)
[2]国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展[J]. 任小龙,董占林,张俊丽,张俊杰. 绝缘材料. 2013(03)
[3]聚酰亚胺纤维及其阻燃特性[J]. 尹朝清,徐园,张清华. 纺织学报. 2012(06)
[4]聚酰亚胺纤维应用前景与发展建议[J]. 汪家铭. 精细化工原料及中间体. 2012(02)
[5]原位聚合法合成Fe3O4/聚丙烯酸纳米粒子及其吸附性能研究[J]. 饶通德. 西南民族大学学报(自然科学版). 2011(05)
[6]酰亚胺系列化合物[J]. 申桂英,吴茜. 精细与专用化学品. 2009(19)
[7]聚酰亚胺/LTNO复合膜介电性能及其影响因素[J]. 刘卫东,朱宝库,谢曙辉,徐志康. 高分子材料科学与工程. 2009(02)
[8]CaCu3Ti4O12高介电材料的研究进展[J]. 徐洋,钟朝位,张树人. 材料导报. 2007(05)
[9]变频电机用聚酰亚胺薄膜电老化特性研究[J]. 汪佛池,律方成,徐志钮,张沛红. 高电压技术. 2007(04)
[10]高介电常数聚酰亚胺/钛酸钡复合膜的制备与性能研究[J]. 朱宝库,谢曙辉,徐又一,徐志康. 功能材料. 2005(04)
博士论文
[1]钛酸铜钙型陶瓷的高介电物性和两类钙钛矿型无铅陶瓷的介电频谱的研究[D]. 郝文涛.山东大学 2012
[2]聚醚砜基高介电常数复合材料的研究[D]. 王法军.华中科技大学 2009
[3]聚酰亚胺基高介电常数复合材料的设计、制备与性能研究[D]. 谢曙辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]新型含酯基聚酰亚胺的制备与表征[D]. 宋永要.吉林大学 2013
[2]石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备与研究[D]. 李磊.吉林大学 2013
[3]金属连接体溶胶凝胶法涂覆MnCo2O4膜工艺与性能研究[D]. 王晓春.大连海事大学 2013
[4]聚酰亚胺/Ag@Al2O3复合薄膜的结构与性能研究[D]. 高晓慧.哈尔滨理工大学 2013
[5]钛酸铜钙/聚酰亚胺高介电常数耐高温复合材料的制备及性能研究[D]. 周涛.北京化工大学 2009
[6]Ag@TiO2/PVDF复合材料的制备及介电性能研究[D]. 尤世姝.北京化工大学 2009
[7]纳米SiO2改性丙烯酸树脂的制备及其涂料性能[D]. 霍丽霞.兰州大学 2009
[8]聚酰亚胺/纳米Al2O3三层复合薄膜的研究[D]. 宋玉侠.哈尔滨理工大学 2009
[9]银/聚酰亚胺高介电复合材料的制备及其性能研究[D]. 彭勃.北京化工大学 2008
[10]钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究[D]. 林友琴.北京化工大学 2008
本文编号：3126011
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DB570修饰前后的TiC粒子的扫描电镜照片
- 15 -c) DB570 修饰 TiC 含量 5 vol.%复合薄膜 d) DB570 修饰 TiC 含量 20 vol.%复合薄膜图 3-2 未经修饰及 DB570 修饰的 TiC/PI 复合薄膜 SEM 照片Fig. 3-2 SEM images of unmodified and DB570-modified TiC/PI composite films由图 3-2a) 可知，未经修饰过的 TiC 粉体含量为 5vol.%时，TiC 粉体粒径小，粒径在 100-200 nm 之间，分散均匀，无团聚现象出现。而且 TiC 粉体 PI 基体有着较好的相容性。随着 TiC 粉体体积含量的增大，未经修饰过的iC 粉体含量为 20 vol.%时，粒径保持在纳米级别，且粒径均匀，无明显团聚象发生。分析认为这是由于 TiC 粒子之间相互作用力较小。如图 3-2c) 所，当经 DB570 修饰过的 TiC 含量为 5 vol.%时，粉体粒径在 300-400 nm 之，分散较为均匀，无明显团聚现象发生，且与 PI 基体相容性较好。见图 3-d)，经 DB570 修饰过的 TiC 粉体含量为 20 vol.%时，TiC 粒子出现团聚现。这可能是因为 DB570 部分转化为硅醇，导致粒子间作用力增大，出现团。
第4章 OA 修饰的纳米 TiC/PI 复合薄膜的结构与性能分析4.1 扫描电镜（SEM）分析4.1.1 OA 修饰的 TiC 颗粒的扫描电镜分析本测试采用 FEI Sirion200 型扫描电子显微镜，对未经过修饰的 TiC 粒子和经过 OA 修饰过的 TiC 粒子的微观结构进行了观察。如图 4-1 是未经修饰的TiC 粒子和经 OA 修饰的 TiC 粒子的扫描电镜图像。b)a)
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚酰亚胺复合材料研究进展[J]. 赵伟栋,王磊,潘玲英,刘含洋,赵翠梅. 宇航材料工艺. 2013(04)
[2]国外聚酰亚胺薄膜产品及应用进展[J]. 任小龙,董占林,张俊丽,张俊杰. 绝缘材料. 2013(03)
[3]聚酰亚胺纤维及其阻燃特性[J]. 尹朝清,徐园,张清华. 纺织学报. 2012(06)
[4]聚酰亚胺纤维应用前景与发展建议[J]. 汪家铭. 精细化工原料及中间体. 2012(02)
[5]原位聚合法合成Fe3O4/聚丙烯酸纳米粒子及其吸附性能研究[J]. 饶通德. 西南民族大学学报(自然科学版). 2011(05)
[6]酰亚胺系列化合物[J]. 申桂英,吴茜. 精细与专用化学品. 2009(19)
[7]聚酰亚胺/LTNO复合膜介电性能及其影响因素[J]. 刘卫东,朱宝库,谢曙辉,徐志康. 高分子材料科学与工程. 2009(02)
[8]CaCu3Ti4O12高介电材料的研究进展[J]. 徐洋,钟朝位,张树人. 材料导报. 2007(05)
[9]变频电机用聚酰亚胺薄膜电老化特性研究[J]. 汪佛池,律方成,徐志钮,张沛红. 高电压技术. 2007(04)
[10]高介电常数聚酰亚胺/钛酸钡复合膜的制备与性能研究[J]. 朱宝库,谢曙辉,徐又一,徐志康. 功能材料. 2005(04)
博士论文
[1]钛酸铜钙型陶瓷的高介电物性和两类钙钛矿型无铅陶瓷的介电频谱的研究[D]. 郝文涛.山东大学 2012
[2]聚醚砜基高介电常数复合材料的研究[D]. 王法军.华中科技大学 2009
[3]聚酰亚胺基高介电常数复合材料的设计、制备与性能研究[D]. 谢曙辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]新型含酯基聚酰亚胺的制备与表征[D]. 宋永要.吉林大学 2013
[2]石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备与研究[D]. 李磊.吉林大学 2013
[3]金属连接体溶胶凝胶法涂覆MnCo2O4膜工艺与性能研究[D]. 王晓春.大连海事大学 2013
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[6]Ag@TiO2/PVDF复合材料的制备及介电性能研究[D]. 尤世姝.北京化工大学 2009
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[8]聚酰亚胺/纳米Al2O3三层复合薄膜的研究[D]. 宋玉侠.哈尔滨理工大学 2009
[9]银/聚酰亚胺高介电复合材料的制备及其性能研究[D]. 彭勃.北京化工大学 2008
[10]钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究[D]. 林友琴.北京化工大学 2008
本文编号：3126011
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