纳米钛酸钡/聚醚砜复合材料的制备及其介电储能研究

发布时间：2024-02-26 06:28

　　在半导体行业蓬勃兴起的浪潮下,信息和电子电力等工业受益良多,相应的电子电器产品也日益呈现向小型化、智能化的方向发展,为了顺应了这一未来趋势,储能型电容器也正在向高能量密度、高储能效率的方向迈进。由此具有低介电损耗、高击穿强度、高介电常数以及易加工成型特性的储能型聚合物基纳米陶瓷复合材料便引起了人们广泛的关注。本文选用耐高温的高性能聚合物聚醚砜(PES)作为复合材料的基体,纳米钛酸钡作为复合材料的填料来制备耐高温介电储能材料。我们以小分子酞菁和超支化酞菁分别对钛酸钡纳米颗粒进行了表面化学修饰,一方面通过相似相容原理增强纳米钛酸钡与聚醚砜基体之间的相互作用,减少纳米钛酸钡和聚合物间的缺陷(不连续界面),增加纳米钛酸钡的分散性。另一方面高介电常数有机半导体材料(酞菁)的修饰结构,能够实现在较低填充量下复合材料就具有良好的介电性能和高的能量密度。第一部分,以钛酸钡纳米颗粒(粒径尺寸100 nm左右)为填料,先后通过双氧水、4-硝基临苯二甲腈的有机修饰在钛酸钡纳米颗粒表面引入活性的氰基基团,为后续的表面原位酞菁成环提供反应基础,继而制备了具有简单核-壳结构的小分子酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒(BT-C...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 介电材料介绍
        1.2.1 介电材料的基本概念
        1.2.2 介电材料的击穿强度
        1.2.3 介电材料的极化机理
        1.2.4 介电性能的影响因素
        1.2.5 介电材料研究进展
        1.2.6 聚合物基复合材料的应用
    1.3 钛酸钡
        1.3.1 钛酸钡的应用
        1.3.2 钛酸钡纳米颗粒的表面修饰
    1.4 聚合物基复合材料的介电模型
        1.4.1 有效媒介理论
        1.4.2 渗流阈值理论
    1.5 本课题的研究意义
第二章 实验原料和测试仪器
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器设备及测试表征方法
第三章 BT-CuPc/PES复合材料的制备与性能研究
    引言
    3.1 铜酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒/聚醚砜复合材料的制备
        3.1.1 铜酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒的制备
        3.1.2 聚醚砜基复合材料的制备
    3.2 结果表征与讨论
        3.2.1 铜酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒的性能表征
        3.2.2 聚醚砜基复合材料的微观形貌研究
        3.2.3 聚醚砜基复合材料的介电性能
        3.2.4 聚醚砜基复合材料的击穿强度和最大储能密度
    3.3 小结
第四章 BT-HCuPc/PES复合材料的制备与性能研究
    引言
    4.1 超支化铜酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒/聚醚砜复合材料的制备
        4.1.1 超支化铜酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒的制备
        4.1.2 超支化铜酞菁包覆钛酸钡纳米颗粒/聚醚砜复合材料的制备
    4.2 结果表征与讨论
        4.2.1 BT-HCuPc纳米颗粒的性能表征
        4.2.2 BT-HCuPc/PES复合材料的微观形貌研究
        4.2.3 BT-HCuPc/PES复合材料的电学性能
        4.2.4 BT-HCuPc/PES复合材料的击穿强度和最大储能密度
    4.3 小结
第五章 结论
参考文献
作者简历
硕士期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：3911469