TiC纳米片对聚合物基复合材料微结构及电气性能的影响

发布时间：2022-02-18 20:20

　　聚合物基工程电介质材料一直是电气工程领的研究热点,二维纳米材料也因其卓越的理化性质备受关注。本文将二维碳化钛纳米片（TiC）掺杂到聚酰亚胺（PI）与聚偏氟乙烯（PVDF）两种基体中,制备不同质量分数的聚合物基复合薄膜,通过扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、X射线小角散射（SAXS）等手段表征两种复合薄膜的微观结构,探究二维TiC纳米片在聚合物基体中的分散情况、以及其对聚合物基体微观形貌、结晶特性、界面结构的影响;通过进行力学性能测试,来研究二维TiC纳米片对复合薄膜机械性能的影响;通过宽频介电谱、直流击穿、耐电晕老化等测试,研究二维TiC纳米片对复合薄膜的介电常数、介质损耗、交流电导率、直流击穿场强、耐电晕老化寿命等电气性能影响;同时利用铁电性能测试仪测试复合薄膜的D-E曲线,计算两种复合薄膜的储能参量;进而探索二维TiC纳米片对聚合物基复合薄膜微观结构及宏观电气性能的影响规律。实验结果表明,具有导电性的二维TiC片在聚合物基体中分布均匀,低组分的掺杂对聚合物基复合材料的机械性能、电气性能都有提高,高组分掺杂则起劣化作用。对于PI/TiC复合薄膜... 

【文章来源】：黑龙江科技大学黑龙江省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 工程电介质的极化、介电及储能
    1.3 工程电介质的击穿
    1.4 聚酰亚胺基复合薄膜的研究现状
        1.4.1 聚酰亚胺简介
        1.4.2 聚酰亚胺的合成
        1.4.3 聚酰亚胺的性能
        1.4.4 聚酰亚胺绝缘复合薄膜的研究现状
    1.5 聚偏氟乙烯复合薄膜的研究现状
        1.5.1 聚偏氟乙烯简介
        1.5.2 聚偏氟乙烯基聚合物的合成
        1.5.3 聚偏氟乙烯的性能
        1.5.4 聚偏氟乙烯介电复合薄膜的研究现状
    1.6 课题来源及研究内容
        1.6.1 课题来源
        1.6.2 研究内容
2 实验部分
    2.1 实验原料与仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 结构表征方法
        2.2.1 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)
        2.2.4 X射线衍射分析(XRD)
        2.2.5 小角X射线散射分析(SAXS)
    2.3 性能表征方法
        2.3.1 力学性能表征
        2.3.2 绝缘性能表征
        2.3.3 介电性能表征
        2.3.4 储能性能表征
    2.4 二维碳化钛纳米片的制备
        2.4.1 实验原料与仪器
        2.4.2 二维纳米碳化钛的制备流程
    2.5 PI/TiC复合薄膜的制备
        2.5.1 实验原料与仪器
        2.5.2 PI/TiC复合薄膜的制备流程
    2.6 PVDF/TiC复合薄膜的制备
        2.6.1 实验原料与仪器
        2.6.2 PVDF/TiC复合薄膜的制备流程
    2.7 本章小结
3 PI/TiC复合薄膜微结构及性能表征
    3.1 PI/TiC复合薄膜结构表征
        3.1.1 PI/TiC复合薄膜扫描电镜(SEM)
        3.1.2 PI/TiC复合薄膜傅里叶变换红外光谱(FTIR)
        3.1.3 PI/TiC复合薄膜X射线衍射图谱(XRD)
        3.1.4 PI/TiC复合薄膜小角X射线散射图谱(SAXS)
    3.2 PI/TiC复合薄膜性能表征
        3.2.1 PI/TiC复合薄膜力学拉伸测试
        3.2.2 PI/TiC复合薄膜绝缘性能测试
        3.2.3 PI/TiC复合薄膜介电性能测试
        3.2.4 PI/TiC复合薄膜储能密度
    3.3 本章小结
4 PVDF/TiC复合薄膜微结构及性能表征
    4.1 PVDF/TiC复合薄膜结构表征
        4.1.1 PVDF/TiC复合薄膜扫描电镜(SEM)
        4.1.2 PVDF/TiC复合薄膜傅里叶变换红外光谱(FTIR)
        4.1.3 PVDF/TiC复合薄膜X射线衍射图谱(XRD)
    4.2 PVDF/TiC复合薄膜性能表征
        4.2.1 PVDF/TiC复合薄膜介电性能测试
        4.2.2 PVDF/TiC复合薄膜储能密度
    4.3 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]方波脉冲下不同纳米添加物对聚酰亚胺薄膜电气性能影响[J]. 吴广宁,张兴涛,杨雁,钟鑫,吴旭辉,朱健.  高电压技术. 2017(12)
[2]黑色亚光型聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究[J]. 韩艳霞,任小龙,蒋耿杰,马纪翔,朱恒斌,刘鑫雨.  绝缘材料. 2017(12)
[3]等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响[J]. 吴旭辉,吴广宁,杨雁,张兴涛,雷毅鑫,钟鑫.  高电压技术. 2017(09)
[4]高介电常数低介电损耗PEG@graphene/PVDF复合材料的制备及性能研究[J]. 李玉超,王双双,葛祥才,战艳虎,廖成竹,卢周广.  高电压技术. 2017(07)
[5]三明治结构聚偏氟乙烯基复合介质的微结构设计及介电特性[J]. 迟庆国,陈辰,张月,张昌海,王暄,雷清泉.  高电压技术. 2017(07)
[6]聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料制备与研究[J]. 朱永军,黄安荣,罗筑,戚远慧,韦良强.  现代塑料加工应用. 2014(03)
[7]聚酰亚胺/TiO2纳米杂化薄膜耐电晕性能的研究[J]. 冯宇,殷景华,陈明华,刘晓旭,雷清泉.  中国电机工程学报. 2013(22)
[8]具有高表面反射性和导电性的聚酰亚胺-银复合薄膜的制备[J]. 齐胜利,吴战鹏,武德珍,金日光.  高分子通报. 2013(04)
[9]聚酰亚胺/二氧化硅-二氧化钛三元纳米复合材料的制备及介电性能[J]. 陈江聪,贺国文,陈俊,文杰斌,李衡峰.  高分子材料科学与工程. 2012(11)
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博士论文
[1]高储能PVDF基介电复合薄膜材料的研究[D]. 刘喆.北京化工大学 2017
[2]功能型聚合物基导热/导电复合材料的制备与应用[D]. 李珺鹏.西北工业大学 2016
[3]基于二维材料的纳米杂化体系构筑与相关电化学性质研究[D]. 尹华杰.清华大学 2015
[4]PI/（MMT+AlN）纳米复合薄膜结构、耐电晕特性及机理研究[D]. 陈明华.哈尔滨理工大学 2013
[5]二维层状材料的剥离及其复合物制备与性能研究[D]. 高冠慧.中国海洋大学 2012

硕士论文
[1]高介电聚偏氟乙烯基复合材料的研究[D]. 洪玮.江苏大学 2017
[2]聚酰亚胺基耐电晕、高导热微纳米复合材料的制备及其电气绝缘性能研究[D]. 李鹏.北京交通大学 2016



本文编号：3631488