Ba,0.3Sr,0.7TiO,3-PVDFPAn复合材料的制备及储能特性研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着科学技术的进步，电子工业和电子技术得到了飞速发展，对制作电容器的储能介质材料提出了更高的要求。电容器的小型化、多功能化要求介质材料不仅需要有高的储能密度，而且必须具备优良的加工性能。有机一无机复合材料以其能兼具无机材料的高性能和有机材料易加工的特点而广受关注。然而，将其用作储能介质材料时，由于聚合物的低介电常数引起了组元间的介电失配，不仅使复合材料的介电常数表现不佳，耐压强度也因介电差异而诱导的高内场而大幅降低，使材料的储能密度远低于单组分的材料，因此，本文针对复合材料陶瓷相组元和聚合物组元的差异，

2、研究了介电匹配、复合材料组成以及界面相容性等对复合材料储能特性的影响，主要工作包括：(1)首先采用分子自组装聚合制备了PVDF／PAn聚合体，结果表明：聚苯胺(PAn)作为一种导电高分子，可以明显改善聚偏氟乙烯(PVDF)的介电性能，适当PAn含量的PVDF／PAn聚合体可以改善组元介电失配的情况，作为制备复合介质材料的聚合物基体。(2)草酸盐共沉淀法制备了Bao．3Sro．7Ti03陶瓷粉体，粉体兼具纳米粉体比表面积大和微米粉体流动性好的特点，可以表现出固相法制备粉体所不具备的优势，同时，Ba03Sro．7Ti03粉体可以在保证

3、复合材料介电常数较大的前提下实现与PVDF／PAn聚合体良好的介电匹配，在170℃通过热压的工艺制备了Bao．3Sro．7Ti03．PVDF／PAn复合材料。结果表明：复合材料的介电常数、介电损耗以及耐压强度都会随着材料组成的变化而变化；复合材料两相的介电匹配越好，复合材料的耐压强度越高。(3)采用KH550型硅烷偶联剂对Bao．3Sro．7Ti03陶瓷粉体预处理，研究了界面改善对复合材料储能特性各参数的影响，结果表明：适量的KH550硅烷偶联剂对Bao．3Sro．7Ti03陶瓷粉体的预处理可以明显改善陶瓷和聚合物的界面相容性，进

4、而改善复合材料的介电性能和耐压性能。关键词：储能介质，复合材料，介电性能，耐压强度武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththeadvancementofscienceandtechnology,electronicindustryandelectronictechnologyhavemaderapiddevelopment,theenergystoragecapacitordielectricmaterialsproduceahigherdemand．Withminiaturizationandmultifunction

5、ofthecapacitor,itrequirednotonlyofhighenergydensitybutalsoexcellentprocessingpropertiesforthedielectricmaterial．Organic-inorganiccomposhematerialshadattractedwideattentionforcombininghighperformanceofinorganicandeasyprocessingoforganic．However,whenbeingusedasstorageme

6、dia,notonlydielectricconstantofthecompositeshaveapoorperformanceduetothegroupofelementmismatchbetweenthedielectriccausedbythelowdielectricconstantofthepolymer,butalsobreakdownstrengthofthecompositesreducesignificantlyfortheinducedfield，thereforeenergydensityofthecompo

7、sitesismuchlowerthanthesinglecomponentofthematerials．Inthispaper,theinfluenceofdielectricmatch,constitutionofthecompositesandinterfacecompatibilityonenergydensityofthecompositeswerestudied，谢tllthedifferenceofceramicelementandpolymerelementofthecomposites．Themainworkin

8、cludes：(1)FkalgPVDF／PAncopolymerwasfabricatedbymolecularself-assemblypolymerization．TheresultshowedthatPAnasaconducingpolyme