无机粉体/PVDF高介电复合薄膜的制备及性能研究

发布时间：2021-05-06 03:50

　　随着电子工业的蓬勃发展以及解决环境问题的迫切需求,电子系统能源效率的提升显得愈发重要,这种需求催化了高介电常数新材料的产生,更高的介电常数材料能存储更多的电能。陶瓷拥有高介电常数和良好的热稳定性,然而它们的高密度、脆性和难以加工限制了其应用。聚合物材料介电常数低,但它们具有击穿强度高、质量轻、易加工等特点,这恰好与陶瓷材料互补。近些年来,通过陶瓷/聚合物复合的手段制备综合性能优异的高介电复合材料是储能领域的研究热点。SiCN聚合物转化陶瓷作为一种新型陶瓷,其介电常数比传统陶瓷高出几个数量级。本文利用这一特点将SiCN作为填料与聚合物复合得到高介电新材料,并与领域内研究较多的钛酸钡/聚合物复合材料相比。实验分别采用溶液流延法和真空热压法制备了PVDF薄膜、BaTiO₃/PVDF以及SiCN/PVDF一系列复合薄膜材料。通过测试它们介电性能以及击穿电压,研究不同填料、制膜工艺以及填料量对薄膜性能的影响,并通过FR-IR、SEM、TG表征PVDF聚合物基体形态、薄膜微观形貌以及热稳定性。主要结果如下:（1）陶瓷Ba TiO₃和SiCN制备的复合薄膜... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 介电材料及其特性
        1.2.1 介电材料
        1.2.2 介电极化
        1.2.3 介电常数及损耗
        1.2.4 击穿强度
    1.3 聚合物基复合介电材料研究进展
        1.3.1 陶瓷/聚合物
        1.3.2 导电物/聚合物
        1.3.3 三相混合聚合物基复合材料
    1.4 聚合物基复合薄膜常用制备方法
        1.4.1 溶液流延法
        1.4.2 旋转涂覆法
        1.4.3 熔融热压法
    1.5 本论文研究意义及内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第2章 流延法BaTiO_3/PVDF复合薄膜的特性研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 介电性能分析
        2.3.2 击穿强度
        2.3.3 储能密度
        2.3.4 傅里叶红外光谱分析
        2.3.5 形貌分析
        2.3.6 热稳定性分析
    2.4 本章小结
第3章 流延法SiCN/PVDF复合薄膜的特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 SiCN填料的表征
        3.3.2 介电性能分析
        3.3.3 击穿强度
        3.3.4 储能密度
        3.3.5 形貌分析
        3.3.6 热稳定性分析
    3.4 本章小结
第4章 真空热压工艺对复合薄膜结构和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验设备
        4.2.3 样品制备
        4.2.4 测试与表征
    4.3 BaTO_3/PVDF体系结果与讨论
        4.3.1 介电性能分析
        4.3.2 击穿强度
        4.3.3 储能密度
        4.3.4 傅里叶红外光谱分析
        4.3.5 形貌分析
    4.4 SiCN/PVDF体系结果与讨论
        4.4.1 介电性能分析
        4.4.2 击穿强度
        4.4.3 储能密度
        4.4.4 形貌分析
    4.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3171177