钛酸钡聚偏氟乙烯多层复合材料的制备与介电性能研究

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1、北京化工大学硕士学位论文钛酸钡／聚偏氟乙烯多层复合材料的制备与介电性能研究摘要陶瓷／聚合物复合材料可以将聚合物的低温加工成型和陶瓷的高介电常数两种优点结合起来，因而是应用在嵌入式电容器中的一种理想的备选材料。为了提高聚合物基电介质复合材料的介电常数，需要提高陶瓷填料的含量，导致复合材料与印刷线路板及金属电极的相容性下降而出现应力开裂现象。为了在保持陶瓷／聚合物复合材料良好的介电性能的同时，避免出现应力开裂现象，本研究采用旋转涂层和热压相结合的工艺，制备了具有三明治结构的钛酸钡(BaTi03)／聚

2、偏氟乙烯(PVDF)多层复合材料。多层复合材料中层间的界面结合情况与BaTi03在PVDF中的分布情况有关。研究了频率、温度对复合材料介电性能的影响。陶瓷粒子的含量和其在多层复合材料中的分布情况对复合材料最终的介电性能会产生显著的影响。采用极化理论解释了复合材料介电性能随温度和频率的变化规律。与单层复合材料相比，多层复合材料具有更低的介电损耗，其介电性能具有更好的频率稳定性和温度稳定性。BaTi03／PVDF多层复合材料兼有优良的介电性能和与印刷线路板及金属电极的良好的相容性。采用有效介质理论和

3、平行板电容器模型，从理论上计算了多层复合材料在室温、103Hz下的介电常数。讨论了介电常数理论数值和实验数值之间误差的产生原因。关键词：钛酸钡，聚偏氟乙烯，多层，复合材料，介电性能，嵌入式电容器北京化工大学硕士学位论文FABRICATIoNANDDIELECTRICPROPERTIESOFBARIUMTITANATE／PoLyVINYLIDENEFLUORIDEMUIJI．LAYEREDCoMPoSITESABSTRCTCeramic／polymercompositescombinetheIOW

4、temperatureprocessingofpolymersandthehighdielectricpermittivityofceramics，SOtheyaregoodcandidatesforembeddedcapacitors．Inordertoenhancethedielectricpermittivityvaluesofp01)rmetmatrixdielectriccomposites，ceramicconcentrationneedtobeenhanced．whichwould

5、leadtostresscrackduetopoorcompatibilityofceramic／polymetcompositeswithprintedwireboards(PCB)andmetalelectrode．Inordertoavoidtheemergenceofstresscrackandmaintainexcellentdielectricpropertiesofceramic／polymercomposites，Bariumtitanate／polyvinylidenefluo

6、ride(BaTi03／PVDF)sandwichmulti·layeredcompositeswerefabricatedviaaspin·-coatedandhot-·moldingtechniqueinthisstudy．Theinterfacecombinabilitybetweenadjacentlayersinmulti—layeredcompositesiSrelatedtothedistributionofBaTi03inPVDF．Dependencesofthedielectr

7、icpropertiesoftheBaTi03／PVDFmulti—layeredcompositesonfrequency‘andtemperaturewerestudied．Theconcentrationanddispersionoftheceramicparticlesinmulti—layeredcompositeshadanobviousinfluenceonthefinaldielectricproperties．Thechangetrendofdielectricproperti

8、esasfunctionsoffrequencyandtemperaturewasexplainedbypolarizationtheory．Comparedtosingle—layercomposites，dependencesofdielectricpropertiesofnBaTi03／PVDFmulti—layeredcompositesonfrequencyandtemperaturepossessedbetterstability．BaTi03／PVDFmulti—layeredco