PVDF/陶瓷复合材料介电性能研究

发布时间：2022-01-07 17:47

　　聚偏二氟乙烯（PVDF）是一种化学性能稳定的有机压电聚合物,具有耐压强度高、密度小、柔韧性好、易大面积成膜的优点,但是由于PVDF介电常数偏低,限制了其在储能电容器方面的应用。铁电陶瓷如钛酸钡（BaTiO3）具有较高的介电常数,将其掺入PVDF可以得到介电常数较高的PVDF基复合材料。本论文采用溶液混合法制备了不同体积分数的BaTiO3/PVDF复合膜,并研究了其微观结构和介电性能。结果表明,掺入高介电常数的Ba TiO3陶瓷能有效提高复合膜的介电常数,当BaTiO3体积分数为40%时,室温、1 kHz条件下,复合膜介电常数提高到24,约为纯PVDF介电常数（εr=7）的三倍,此时复合膜介电损耗为0.034。为进一步提高复合膜的介电常数,本文采用固相法和溶胶-凝胶法制备了高介陶瓷锆钛酸钡（BZT）。采用固相法制备了微米级Ba（ZrxTi1-x）O3（x=0.13,0.20,0.25,0.30）陶瓷块材并测试了其介电常数和损耗,结果表明室温、1 kHz条件下,四个配方中Ba（Zr0.25Ti0.75）O3介电性能最好。采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的纳米Ba（Zr0.25Ti0.75）O... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 电介质材料的极化机制及性能表征
        1.2.1 电介质材料的极化机制
        1.2.2 电介质材料的性能表征
    1.3 复合材料理论模型
        1.3.1 平均体积分数模型
        1.3.2 Maxwell-Garnett有效介质模型
        1.3.3 Yamada有效介质模型
        1.3.4 Jaysundere-Smith模型
        1.3.5 Bruggeman模型
        1.3.6 Lichtenecker模型
        1.3.7 渗流模型
    1.4 聚合物基复合材料研究现状
        1.4.1 陶瓷/聚合物复合材料
        1.4.2 导体/聚合物复合材料
    1.5 选题意义
    1.6 本论文主要研究内容
第二章 实验方法与分析测试
    2.1 陶瓷制备方法
        2.1.1 固相反应法
        2.1.2 溶胶-凝胶法制备Ba(Zr_(0.25)Ti_(0.75))O_3
    2.2 复合膜制备方法
    2.3 分析测试方法
        2.3.1 XRD
        2.3.2 SEM
        2.3.3 红外光谱分析
        2.3.4 介电性能测试
    2.4 本章小结
第三章 BT/PVDF复合膜的研究
    3.1 实验原料及仪器
    3.2 实验原料的基本性能
        3.2.1 BaTiO_3
        3.2.2 PVDF
    3.3 BT/PVDF复合膜的制备
    3.4 BT/PVDF复合膜的表征
    3.5 BT/PVDF复合膜的介电性能
    3.6 本章小结
第四章 BZT/PVDF复合膜的研究
    4.1 实验原料及仪器
    4.2 BZT陶瓷制备
    4.3 BZT/PVDF复合膜的表征
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 SEM分析
    4.4 BZT/PVDF复合膜的介电性能
    4.5 BZT粒径大小对复合膜介电性能的影响
    4.6 本章小结
第五章 偶联剂对复合膜介电性能的影响
    5.1 实验原料及仪器
    5.2 偶联剂KH550的作用机理
    5.3 M-BZT/PVDF复合膜的制备
    5.4 M-BZT/PVDF复合膜的表征与测试
    5.5 模型分析
    5.6 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米晶钛酸钡的介电性能[J]. 阮圣平,董玮,吴凤清,王永为,于涛,彭增辉,宣丽.  物理化学学报. 2003(01)

博士论文
[1]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



本文编号：3574990