Ag-TiO 2 /P（VDF-HFP）复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-05-07 22:09
聚合物基复合介电材料兼备陶瓷介电材料高介电常数和有机介电材料高介电强度的优势,是新一代介电材料的研究热点。进一步开发的陶瓷／导电填料／聚合物基体三相复合材料体系理论上能在保持高介电性能的同时赋予其优良的加工性能。然而,导电相易连通,陶瓷相易引起电场畸变的缺点使复合材料在介电常数增大的同时损耗增大,限制了其应用。本文以制备高介电常数,低介电损耗的三相复合材料为目标,选用P （VDF-HFP）为基体材料,研究了不同结构和形貌TiO2/Ag复相填料的优选合成方法及工艺条件,并揭示了填料组合方式对复合材料熔融结晶行为及介电性能的影响机制。研究发现,在多种Ag@TiO2核壳结构纳米颗粒的制备方法中,蒸汽热法是制备Ag@TiO2核壳结构纳米粒子的优选方法。调节工艺参数可合成厚度约8-10nnm较均匀完整的锐钛矿TiO2包覆层。选用锐钛矿TiO2原料,加入醇作助剂,在180℃水热反应48h,并于800℃热处理保温2h后制备出形貌规则均匀,分散性好、结晶度高,与基体结合性强的锐钛矿型TiO2纳米线。采用乙二醇还原法可成功合成TiO2@Ag负载颗粒,通过控制反应时间和反应物浓度可获得量子尺寸Ag纳米粒子...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 聚合物基介电材料概述
1.1.1 电介质材料及其性能
1.1.2 聚合物介电材料及其应用
1.1.3 复合介电材料理论模型
1.2 聚合物基高介电性能复合功能材料制备方法
1.2.1 机械混合法
1.2.2 熔融共混法
1.2.3 溶液共混法
1.2.4 原位聚合法
1.3 聚合物基高介电性能复合功能材料研究体系
1.3.1 陶瓷颗粒填充聚合物基复合介电材料
1.3.2 导电填料/聚合物基介电复合材料
1.3.3 陶瓷/导电颗粒填充聚合物基复合介电材料
1.3.4 全有机高介电复合材料
1.4 聚合物基介电材料性能其他影响因素
1.4.1 填料形状对复合材料介电常数的影响
1.4.2 不同粒径填料对复合材料介电性能的影响
1.5 立题依据及研究内容
第二章 实验研究方法与测试
2.1 Ag@TiO_2核壳结构纳米材料的合成研究
2.1.1 液相沉淀法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.1.2 溶胶凝胶法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.1.3 一步合成法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.1.4 蒸汽热法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.2 TiO_2纳米线(TiO_2NWs)的合成研究
2.3 TiO_2@Ag负载纳米颗粒的合成
2.4 复合介电薄膜的制备
2.5 分析测试仪器及方法
2.5.1 结构形貌测试分析
2.5.2 介电性能测试
第三章 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合材料的制备及介电性能研究
3.1 引言
3.2 Ag@TiO_2核壳结构纳米材料的合成方法研究
3.2.1 液相沉淀法合成Ag@TiO_2核壳结构纳米颗粒
3.2.2 溶胶凝胶法合成Ag@TiO_2核壳结构纳米颗粒
3.2.3 一步合成法制备Ag@TiO_2核壳结构复合颗粒
3.2.4 蒸汽热法制备Ag@TiO_2核壳结构复合颗粒
3.4 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备及介电性能的研究
3.4.1 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合介电材料微观形貌观察
3.4.2 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合介电材料的熔融及结晶行为
3.4.3 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合介电材料的介电性能
3.5 本章小结
第四章 TiO_2纳米线/Ag/P(VDF-HFP)复合材料的制备及介电性能研究
4.1 引言
4.2 TiO_2NWs的制备研究
4.2.1 水热反应温度对钛酸纳米线(H_2Ti_3O_7NWs)合成的影响
4.2.2 热处理温度对TiO_2纳米线合成的影响
4.2.3 醇的添加对TiO_2纳米线合成的影响
4.2.4 不同晶型TiO_2原料对TiO_2纳米线合成的影响
4.3 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备及介电性能的研究
4.3.1 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料微观形貌观察
4.3.2 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的熔融及结晶行为
4.3.3 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的介电性能
4.4 本章小结
第五章 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合材料的制备及介电性能研究
5.1 引言
5.2 TiO_2@Ag负载纳米颗粒的合成研究
5.2.1 反应时间对TiO_2@Ag负载纳米颗粒合成的影响
5.2.2 AgNO_2溶液浓度对TiO_2@Ag纳米颗粒合成的影响
5.3 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备及介电性能的研究
5.3.1 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料微观形貌观察
5.3.2 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的熔融及结晶行为
5.3.3 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的介电性能
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]一维纳米TiO2的可控合成及其应用的研究进展[J]. 吴玉程,王岩,崔接武,秦永强,黄新民. 中国有色金属学报. 2011(10)
[2]高储能密度介电材料研的究进展[J]. 黄佳佳,张勇,陈继春. 材料导报. 2009(S1)
[3]透明TiO2纳米管/FTO电极制备及表征[J]. 汤育欣,陶杰,陶海军,吴涛,王玲,张焱焱,李转利,田西林. 物理化学学报. 2008(06)
[4]片式多层元件新技术概论[J]. 向勇,谢道华. 电子元件与材料. 1999(04)
博士论文
[1]PVDF基介电复合膜的研究[D]. 匡锡文.北京化工大学 2013
[2]TiO2纳米结构的生长及其在能源环境方面的应用探索[D]. 尹浩.上海交通大学 2012
[3]聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D]. 郭文敏.哈尔滨理工大学 2010
[4]基于PVDF的全有机介电材料制备、结构与性能[D]. 李蕊.武汉理工大学 2010
[5]聚乙烯纳米铝复合电介质材料的制备及性能研究[D]. 黄兴溢.上海交通大学 2008
[6]提高脉冲电容器储能密度的新方法的研究[D]. 戴玲.华中科技大学 2005
[7]高介电无机/有机复合材料的研究[D]. 党智敏.清华大学 2003
硕士论文
[1]溶胶—凝胶法制备二氧化钛粉体与薄膜研究[D]. 张蕊.东北大学 2011
[2]碳纳米管、碳纤维表面改性及MWNTs/P（VDF-TrFE）复合材料性能研究[D]. 魏楠.南京航空航天大学 2010
本文编号：3174133
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 聚合物基介电材料概述
1.1.1 电介质材料及其性能
1.1.2 聚合物介电材料及其应用
1.1.3 复合介电材料理论模型
1.2 聚合物基高介电性能复合功能材料制备方法
1.2.1 机械混合法
1.2.2 熔融共混法
1.2.3 溶液共混法
1.2.4 原位聚合法
1.3 聚合物基高介电性能复合功能材料研究体系
1.3.1 陶瓷颗粒填充聚合物基复合介电材料
1.3.2 导电填料/聚合物基介电复合材料
1.3.3 陶瓷/导电颗粒填充聚合物基复合介电材料
1.3.4 全有机高介电复合材料
1.4 聚合物基介电材料性能其他影响因素
1.4.1 填料形状对复合材料介电常数的影响
1.4.2 不同粒径填料对复合材料介电性能的影响
1.5 立题依据及研究内容
第二章 实验研究方法与测试
2.1 Ag@TiO_2核壳结构纳米材料的合成研究
2.1.1 液相沉淀法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.1.2 溶胶凝胶法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.1.3 一步合成法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.1.4 蒸汽热法制备Ag@TiO_2核壳结构纳米材料
2.2 TiO_2纳米线(TiO_2NWs)的合成研究
2.3 TiO_2@Ag负载纳米颗粒的合成
2.4 复合介电薄膜的制备
2.5 分析测试仪器及方法
2.5.1 结构形貌测试分析
2.5.2 介电性能测试
第三章 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合材料的制备及介电性能研究
3.1 引言
3.2 Ag@TiO_2核壳结构纳米材料的合成方法研究
3.2.1 液相沉淀法合成Ag@TiO_2核壳结构纳米颗粒
3.2.2 溶胶凝胶法合成Ag@TiO_2核壳结构纳米颗粒
3.2.3 一步合成法制备Ag@TiO_2核壳结构复合颗粒
3.2.4 蒸汽热法制备Ag@TiO_2核壳结构复合颗粒
3.4 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备及介电性能的研究
3.4.1 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合介电材料微观形貌观察
3.4.2 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合介电材料的熔融及结晶行为
3.4.3 Ag@TiO_2/P(VDF-HFP)复合介电材料的介电性能
3.5 本章小结
第四章 TiO_2纳米线/Ag/P(VDF-HFP)复合材料的制备及介电性能研究
4.1 引言
4.2 TiO_2NWs的制备研究
4.2.1 水热反应温度对钛酸纳米线(H_2Ti_3O_7NWs)合成的影响
4.2.2 热处理温度对TiO_2纳米线合成的影响
4.2.3 醇的添加对TiO_2纳米线合成的影响
4.2.4 不同晶型TiO_2原料对TiO_2纳米线合成的影响
4.3 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备及介电性能的研究
4.3.1 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料微观形貌观察
4.3.2 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的熔融及结晶行为
4.3.3 TiO_2NWs/Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的介电性能
4.4 本章小结
第五章 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合材料的制备及介电性能研究
5.1 引言
5.2 TiO_2@Ag负载纳米颗粒的合成研究
5.2.1 反应时间对TiO_2@Ag负载纳米颗粒合成的影响
5.2.2 AgNO_2溶液浓度对TiO_2@Ag纳米颗粒合成的影响
5.3 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备及介电性能的研究
5.3.1 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料微观形貌观察
5.3.2 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的熔融及结晶行为
5.3.3 TiO_2@Ag/P(VDF-HFP)复合介电材料的介电性能
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]一维纳米TiO2的可控合成及其应用的研究进展[J]. 吴玉程,王岩,崔接武,秦永强,黄新民. 中国有色金属学报. 2011(10)
[2]高储能密度介电材料研的究进展[J]. 黄佳佳,张勇,陈继春. 材料导报. 2009(S1)
[3]透明TiO2纳米管/FTO电极制备及表征[J]. 汤育欣,陶杰,陶海军,吴涛,王玲,张焱焱,李转利,田西林. 物理化学学报. 2008(06)
[4]片式多层元件新技术概论[J]. 向勇,谢道华. 电子元件与材料. 1999(04)
博士论文
[1]PVDF基介电复合膜的研究[D]. 匡锡文.北京化工大学 2013
[2]TiO2纳米结构的生长及其在能源环境方面的应用探索[D]. 尹浩.上海交通大学 2012
[3]聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D]. 郭文敏.哈尔滨理工大学 2010
[4]基于PVDF的全有机介电材料制备、结构与性能[D]. 李蕊.武汉理工大学 2010
[5]聚乙烯纳米铝复合电介质材料的制备及性能研究[D]. 黄兴溢.上海交通大学 2008
[6]提高脉冲电容器储能密度的新方法的研究[D]. 戴玲.华中科技大学 2005
[7]高介电无机/有机复合材料的研究[D]. 党智敏.清华大学 2003
硕士论文
[1]溶胶—凝胶法制备二氧化钛粉体与薄膜研究[D]. 张蕊.东北大学 2011
[2]碳纳米管、碳纤维表面改性及MWNTs/P（VDF-TrFE）复合材料性能研究[D]. 魏楠.南京航空航天大学 2010
本文编号：3174133
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