双粒径陶瓷/导电粒子在聚合物中协同增强介电性能的研究
发布时间：2021-01-01 07:55
随着3C（Computer,Communication,Consumer electronic）产业和薄膜行业的飞速发展,带动了大多数电子器件和电介质薄膜行业的发展,在储能产业,介电材料一直受到人们的关注。但是,因为电子器件“更轻、更薄、更小”的发展方向,其中的储能器件也随之需要变小、变薄。而在电介质薄膜方面,介电材料也有着很广的应用,比如电池薄膜和膜生物反应器。但是单一物质组成储能材料的厚度已经降至物理极限。所以在厚度无法再减小时,人们开始尝试提高介电材料的介电常数,以期能达到同样的储能密度。但是一味的提高单一物质的介电常数,很容易会影响其它的性能。所以为满足高介电的同时,也不会影响其它优良性能,人们开始将注意力放在复合材料上面。高介电复合材料的组成物质选择很多,比如高介电的陶瓷,易加工的聚合物基体,和拥有渗流特性的导电粒子。本文选用具有高介电的钛酸钡（BT）和银粉（Ag）作为填料,采用聚偏氟乙烯（PVDF）作为基体,并对BT进行Nb2O5与Co3O4掺杂改性（BTNC）,制备（BTNC-Ag）/...
【文章来源】：上海第二工业大学上海市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 聚偏氟乙烯简介
1.1.1 聚偏氟乙烯基本性质
1.1.2 聚偏氟乙烯应用现状
1.2 聚合物基介电复合材料简介
1.2.1 介电材料简介
1.2.2 聚合物基介电复合材料研究与应用现状
1.3 聚合物基双组分介电复合材料研究现状
1.3.1 陶瓷/聚合物两相复合材料
1.3.2 导电粒子/聚偏氟乙烯两相复合材料
1.4 聚合物基三组分介电复合材料研究现状
1.4.1 陶瓷/导电粒子-聚合物三相复合材料
1.4.2 （陶瓷-碳类材料）/聚合物三相复合材料
1.4.3 （金属-碳类材料）/聚合物三相复合材料
1.5 课题来源和主要研究内容
1.5.1 课题的来源与意义
1.5.2 主要研究内容
第二章 材料、制备体系和测试方法
2.1 材料
2.1.1 聚偏氟乙烯
2.1.2 五氧化二铌
2.1.3 四氧化三钴
2.1.4 钛酸钡
2.1.5 银粉
2.2 制备方法
2.2.1 实验仪器与设备
2.2.2 复合材料制备
2.3 性能测试与表征
2.3.1 复合材料介电性能测试
2.3.2 复合材料微观形貌测试
2.3.3 复合材料X射线衍射分析
2.3.4 复合材料击穿场强测试
第三章 钛酸钡改性
3.1 五氧化二铌与四氧化三钴掺杂改性BT
3.1.1 BTNC制备
3.1.2 BTNC微观形貌
3.1.3 BTNC介电性能
3.2 偶联剂改性
3.2.1 （R-BTNC）制备
3.2.2 （R-BTNC）微观形貌
3.2.3 （R-BTNC）介电性能
第四章 BTNC/PVDF复合材料制备与性能测试
4.1 BT/PVDF复合材料
4.1.1 BT/PVDF复合材料制备
4.1.2 BT/PVDF复合材料微观形貌
4.1.3 BT/PVDF复合材料介电性能
4.2 BTNC/PVDF复合材料及介电性能
4.2.1 BTNC/PVDF复合材料制备
4.2.2 BTNC/PVDF复合材料介电性能测试
4.2.3 BTNC/PVDF复合材料介电温度稳定性
4.3 BTNC/PVDF复合材料的结构表征
4.3.1 BTNC/PVDF复合材料微观形貌分析
4.3.2 BTNC/PVDF复合材料X射线衍射分析
4.3.3 BTNC/PVDF复合材料击穿场强
第五章 Ag/PVDF复合材料的制备与性能测试
5.1 25nmAg/PVDF复合材料介电特性
5.2 17vol%Ag/PVDF复合材料介电性能
5.3 Ag/PVDF纳米复合材料微观形貌分析
5.4 Ag/PVDF复合材料X射线衍射分析
第六章 （BTNC-Ag）/PVDF复合材料的制备与性能测试
6.1 填料与基体体积比为1:1,不同填料比例介电性能
6.2 BTNC:Ag=4:1,不同填料与基体比例介电性能
6.3 （BTNC-Ag）/PVDF复合材料微观形貌分析
6.4 （BTNC-Ag）/PVDF复合材料X射线衍射分析
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一步法制备PANI@Ag纳米纤维及其PVDF基复合膜介电性能研究[J]. 王海燕,张晓婷,孙梦晓,魏玉鹏,李澜,张定军. 高电压技术. 2017(07)
[2]高储能聚合物基纳米复合电介质[J]. 蒋婉蓉,解云川,张志成. 高电压技术. 2017(07)
[3]BT/PANI/PVDF复合材料的制备及介电性能[J]. 杨晓军,王晶,李建勇,雷永平,夏志东. 北京工业大学学报. 2017(07)
[4]P[MMA-IL]修饰石墨烯协同调控PVDF复合物结晶与介电行为[J]. 胡亚东,徐佩,罗霄,左新钢,陈放,丁运生. 高分子学报. 2017(05)
[5](Nb,Al)共掺BaTiO3陶瓷的巨介电及介电弛豫现象（英文）[J]. 黄栋,吴颖,苗纪远,刘志甫,李永祥. 无机材料学报. 2017(02)
[6]预拉伸对介电弹性体复合材料介电性能和驱动性能的影响研究[J]. 施江吉,孙文杰,马梓淇,伍晓红. 绝缘材料. 2016(09)
[7]聚合物绝缘与功能电介质材料的若干研究热点述评[J]. 黄兴溢,江平开. 绝缘材料. 2016(09)
[8]聚偏氟乙烯β相结晶的研究进展[J]. 吴伟,尹晓刚,王野,陈卓. 化工新型材料. 2016(06)
[9]3BER反应器极板面积和布置形式对脱氮效果的影响[J]. 郝瑞霞,任晓克,徐忠强. 北京工业大学学报. 2016(03)
[10]炭黑填充BST/PVDF复合薄膜的制备与介电性研究[J]. 李永泉,刘军,骆英,任超,张娟,吴伟骏. 化工新型材料. 2015(12)
博士论文
[1](BaSr)TiO3/PVDF功能复合材料的设计、制备与电性能研究[D]. 胡国辛.西北工业大学 2014
[2]PVDF基介电复合膜的研究[D]. 匡锡文.北京化工大学 2013
硕士论文
[1]钛酸钡—导电粒子/聚偏氟乙烯复合薄膜的制备与介电性能研究[D]. 董久锋.哈尔滨理工大学 2017
[2]金属负载多孔钛酸钡的制备及其在复合材料中的应用研究[D]. 陶梦姣.北京化工大学 2016
[3]高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究[D]. 房明瑞.陕西科技大学 2016
[4]多孔钛酸锶钡的制备及在复合材料中的应用[D]. 戴明飞.北京化工大学 2015
[5]改性纳米银/陶瓷/PVDF复合材料及介电性能的研究[D]. 李振强.武汉工程大学 2015
[6]BaTiO3基介电陶瓷和纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 于丹.浙江大学 2015
[7]聚合物基高介电材料的三相复合和改性研究[D]. 陆昕.宁波大学 2014
[8]聚合物基钛酸钡/聚苯胺复合材料的制备与研究[D]. 李亚群.中国海洋大学 2013
[9]Ag-石墨烯/PVDF复合材料的制备及其介电性能研究[D]. 李琳.哈尔滨师范大学 2013
[10]聚偏氟乙烯/钛酸钡复合材料的制备及介电性能的研究[D]. 栗艳.北京化工大学 2011
本文编号：2951222
【文章来源】：上海第二工业大学上海市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 聚偏氟乙烯简介
1.1.1 聚偏氟乙烯基本性质
1.1.2 聚偏氟乙烯应用现状
1.2 聚合物基介电复合材料简介
1.2.1 介电材料简介
1.2.2 聚合物基介电复合材料研究与应用现状
1.3 聚合物基双组分介电复合材料研究现状
1.3.1 陶瓷/聚合物两相复合材料
1.3.2 导电粒子/聚偏氟乙烯两相复合材料
1.4 聚合物基三组分介电复合材料研究现状
1.4.1 陶瓷/导电粒子-聚合物三相复合材料
1.4.2 （陶瓷-碳类材料）/聚合物三相复合材料
1.4.3 （金属-碳类材料）/聚合物三相复合材料
1.5 课题来源和主要研究内容
1.5.1 课题的来源与意义
1.5.2 主要研究内容
第二章 材料、制备体系和测试方法
2.1 材料
2.1.1 聚偏氟乙烯
2.1.2 五氧化二铌
2.1.3 四氧化三钴
2.1.4 钛酸钡
2.1.5 银粉
2.2 制备方法
2.2.1 实验仪器与设备
2.2.2 复合材料制备
2.3 性能测试与表征
2.3.1 复合材料介电性能测试
2.3.2 复合材料微观形貌测试
2.3.3 复合材料X射线衍射分析
2.3.4 复合材料击穿场强测试
第三章 钛酸钡改性
3.1 五氧化二铌与四氧化三钴掺杂改性BT
3.1.1 BTNC制备
3.1.2 BTNC微观形貌
3.1.3 BTNC介电性能
3.2 偶联剂改性
3.2.1 （R-BTNC）制备
3.2.2 （R-BTNC）微观形貌
3.2.3 （R-BTNC）介电性能
第四章 BTNC/PVDF复合材料制备与性能测试
4.1 BT/PVDF复合材料
4.1.1 BT/PVDF复合材料制备
4.1.2 BT/PVDF复合材料微观形貌
4.1.3 BT/PVDF复合材料介电性能
4.2 BTNC/PVDF复合材料及介电性能
4.2.1 BTNC/PVDF复合材料制备
4.2.2 BTNC/PVDF复合材料介电性能测试
4.2.3 BTNC/PVDF复合材料介电温度稳定性
4.3 BTNC/PVDF复合材料的结构表征
4.3.1 BTNC/PVDF复合材料微观形貌分析
4.3.2 BTNC/PVDF复合材料X射线衍射分析
4.3.3 BTNC/PVDF复合材料击穿场强
第五章 Ag/PVDF复合材料的制备与性能测试
5.1 25nmAg/PVDF复合材料介电特性
5.2 17vol%Ag/PVDF复合材料介电性能
5.3 Ag/PVDF纳米复合材料微观形貌分析
5.4 Ag/PVDF复合材料X射线衍射分析
第六章 （BTNC-Ag）/PVDF复合材料的制备与性能测试
6.1 填料与基体体积比为1:1,不同填料比例介电性能
6.2 BTNC:Ag=4:1,不同填料与基体比例介电性能
6.3 （BTNC-Ag）/PVDF复合材料微观形貌分析
6.4 （BTNC-Ag）/PVDF复合材料X射线衍射分析
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一步法制备PANI@Ag纳米纤维及其PVDF基复合膜介电性能研究[J]. 王海燕,张晓婷,孙梦晓,魏玉鹏,李澜,张定军. 高电压技术. 2017(07)
[2]高储能聚合物基纳米复合电介质[J]. 蒋婉蓉,解云川,张志成. 高电压技术. 2017(07)
[3]BT/PANI/PVDF复合材料的制备及介电性能[J]. 杨晓军,王晶,李建勇,雷永平,夏志东. 北京工业大学学报. 2017(07)
[4]P[MMA-IL]修饰石墨烯协同调控PVDF复合物结晶与介电行为[J]. 胡亚东,徐佩,罗霄,左新钢,陈放,丁运生. 高分子学报. 2017(05)
[5](Nb,Al)共掺BaTiO3陶瓷的巨介电及介电弛豫现象（英文）[J]. 黄栋,吴颖,苗纪远,刘志甫,李永祥. 无机材料学报. 2017(02)
[6]预拉伸对介电弹性体复合材料介电性能和驱动性能的影响研究[J]. 施江吉,孙文杰,马梓淇,伍晓红. 绝缘材料. 2016(09)
[7]聚合物绝缘与功能电介质材料的若干研究热点述评[J]. 黄兴溢,江平开. 绝缘材料. 2016(09)
[8]聚偏氟乙烯β相结晶的研究进展[J]. 吴伟,尹晓刚,王野,陈卓. 化工新型材料. 2016(06)
[9]3BER反应器极板面积和布置形式对脱氮效果的影响[J]. 郝瑞霞,任晓克,徐忠强. 北京工业大学学报. 2016(03)
[10]炭黑填充BST/PVDF复合薄膜的制备与介电性研究[J]. 李永泉,刘军,骆英,任超,张娟,吴伟骏. 化工新型材料. 2015(12)
博士论文
[1](BaSr)TiO3/PVDF功能复合材料的设计、制备与电性能研究[D]. 胡国辛.西北工业大学 2014
[2]PVDF基介电复合膜的研究[D]. 匡锡文.北京化工大学 2013
硕士论文
[1]钛酸钡—导电粒子/聚偏氟乙烯复合薄膜的制备与介电性能研究[D]. 董久锋.哈尔滨理工大学 2017
[2]金属负载多孔钛酸钡的制备及其在复合材料中的应用研究[D]. 陶梦姣.北京化工大学 2016
[3]高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究[D]. 房明瑞.陕西科技大学 2016
[4]多孔钛酸锶钡的制备及在复合材料中的应用[D]. 戴明飞.北京化工大学 2015
[5]改性纳米银/陶瓷/PVDF复合材料及介电性能的研究[D]. 李振强.武汉工程大学 2015
[6]BaTiO3基介电陶瓷和纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 于丹.浙江大学 2015
[7]聚合物基高介电材料的三相复合和改性研究[D]. 陆昕.宁波大学 2014
[8]聚合物基钛酸钡/聚苯胺复合材料的制备与研究[D]. 李亚群.中国海洋大学 2013
[9]Ag-石墨烯/PVDF复合材料的制备及其介电性能研究[D]. 李琳.哈尔滨师范大学 2013
[10]聚偏氟乙烯/钛酸钡复合材料的制备及介电性能的研究[D]. 栗艳.北京化工大学 2011
本文编号：2951222
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