PVDF基复合材料相结构与电卡效应
发布时间：2021-07-22 11:37
制冷是日常生活中必备之事,从水果、蔬菜的保鲜,到人们日常生活中空调的使用,都需要制冷。目前传统制冷方式释放的氟氯烃上升到臭氧层时与臭氧发生反应,破坏臭氧层,臭氧层主要起到保护地球上生物与植物的作用,因此需要寻找新的制冷方式。电卡效应是在极性材料中因外电场的改变从而导致极化状态发生改变而产生的绝热温度或等温熵的变化。利用电卡效应进行制冷因其成本低、能源转换率高以及环保等优势而备受关注。在众多电卡效应材料中,钙钛矿陶瓷材料介电常数高、模量大,但是其不易加工成型、击穿场强低;含氟聚合物材料介电常数低,其模量低,但是其可塑性好、击穿场强高。因此,本文采用固相反应法制备了钛酸锶钡（BST）陶瓷粉,并进行烧结;然后采用溶液流延法制备了P（VDF-HFP）/BST复合材料,并研究了其电卡效应。发现该复合材料具有高介电常数、低脆性和低密度等优点。论文具体工作如下:1)通过溶液流延法制备P（VDF-HFP）薄膜,并表征了其结构和介电性能。2)为了制备纯度高的BST陶瓷,采用固相烧结法制备了 BST陶瓷粉体,经压片和烧结后,测得该BST陶瓷介电常数和介电损耗分别为5100和0.0014,居里温度为28℃,...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
在外电场作用下电介质的极化示意图
(c)偶极取向极化 (d)界面极化图 1-2 (a)电子极化；(b)离子极化；(c)偶极取向极化；(d)界面极化[6]Fig.1-2 (a), ionic polarization(b), dipole polarization(c) and interface polarization(d)1.1.5 频率依赖性频率的依赖性通常指的是在交流电场下，在给电介质材料施加一个交流正弦电场的，改变电场的频率，随着频率的不断增大，偶极子的反转通常情况下会跟不上频率的变会产生介电损耗，其电介质的介电常数通常可以表示[7]为： = ′– ″ 式（1.1）中 ′代表复介电常数的实部， ″代表复介电常数的虚部。图 1-3 表示复介数的实部和虚部的频率依赖性，随着频率的增大而不断发生变化。
图 1-3 介电常数的实部与虚部的频率依赖性[8]Fig.1-3 The frequency dependence of imaginary and real parts of the dielectric constant 电介质材料的性能表征1 电容和介电常数式中可以看出电容量与介电常数成正比，与电容器平行板的有效面积成正比行板的距离成正比，与平行板的厚度成反比[8]： =ε0εr （1.2）中，其中 ε0为真空介电常数，t 是平行板的距离，A 是平行板有效面积相对介电常数是用该电介质的电容与真空电容的比值[8]，即: = 介质/ 真空电常数是用来衡量电介质材料的极化程度，它是类似于物质的密度和比热容，固有属性。而平行板的电荷数量又是由电介质的极化程度决定的，介电常数与出正比的关系，极化程度越高，那么介电常数也就越大。2 介电损耗
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁电材料中的大电卡效应[J]. 鲁圣国,唐新桂,伍尚华,ZHANG Qi-Ming. 无机材料学报. 2014(01)
[2]压电材料的研究和应用现状[J]. 裴先茹,高海荣. 安徽化工. 2010(03)
[3]锂离子电池聚烯烃隔膜的特性及发展现状[J]. 高昆,胡信国,伊廷锋. 电池工业. 2007(02)
[4]聚合物电介质的击穿与空间电荷的关系[J]. 郑飞虎,张冶文,肖春. 材料科学与工程学报. 2006(02)
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
硕士论文
[1](1-x)NBT-xST无铅陶瓷的电卡效应和储能性能[D]. 戴祥福.哈尔滨工业大学 2015
[2]BST纳米复合材料的制备与表征[D]. 陈强.苏州大学 2015
[3]Ba1-xSrxTiO3基陶瓷的铁电性能及电卡效应[D]. 陈亭亭.浙江大学 2013
本文编号：3297080
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
在外电场作用下电介质的极化示意图
(c)偶极取向极化 (d)界面极化图 1-2 (a)电子极化；(b)离子极化；(c)偶极取向极化；(d)界面极化[6]Fig.1-2 (a), ionic polarization(b), dipole polarization(c) and interface polarization(d)1.1.5 频率依赖性频率的依赖性通常指的是在交流电场下，在给电介质材料施加一个交流正弦电场的，改变电场的频率，随着频率的不断增大，偶极子的反转通常情况下会跟不上频率的变会产生介电损耗，其电介质的介电常数通常可以表示[7]为： = ′– ″ 式（1.1）中 ′代表复介电常数的实部， ″代表复介电常数的虚部。图 1-3 表示复介数的实部和虚部的频率依赖性，随着频率的增大而不断发生变化。
图 1-3 介电常数的实部与虚部的频率依赖性[8]Fig.1-3 The frequency dependence of imaginary and real parts of the dielectric constant 电介质材料的性能表征1 电容和介电常数式中可以看出电容量与介电常数成正比，与电容器平行板的有效面积成正比行板的距离成正比，与平行板的厚度成反比[8]： =ε0εr （1.2）中，其中 ε0为真空介电常数，t 是平行板的距离，A 是平行板有效面积相对介电常数是用该电介质的电容与真空电容的比值[8]，即: = 介质/ 真空电常数是用来衡量电介质材料的极化程度，它是类似于物质的密度和比热容，固有属性。而平行板的电荷数量又是由电介质的极化程度决定的，介电常数与出正比的关系，极化程度越高，那么介电常数也就越大。2 介电损耗
【参考文献】：
期刊论文
[1]铁电材料中的大电卡效应[J]. 鲁圣国,唐新桂,伍尚华,ZHANG Qi-Ming. 无机材料学报. 2014(01)
[2]压电材料的研究和应用现状[J]. 裴先茹,高海荣. 安徽化工. 2010(03)
[3]锂离子电池聚烯烃隔膜的特性及发展现状[J]. 高昆,胡信国,伊廷锋. 电池工业. 2007(02)
[4]聚合物电介质的击穿与空间电荷的关系[J]. 郑飞虎,张冶文,肖春. 材料科学与工程学报. 2006(02)
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
硕士论文
[1](1-x)NBT-xST无铅陶瓷的电卡效应和储能性能[D]. 戴祥福.哈尔滨工业大学 2015
[2]BST纳米复合材料的制备与表征[D]. 陈强.苏州大学 2015
[3]Ba1-xSrxTiO3基陶瓷的铁电性能及电卡效应[D]. 陈亭亭.浙江大学 2013
本文编号：3297080
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