batio3pvdf复合材料薄膜的成膜工艺及性能研究

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文日期：二0一四年五月二十八日北京化工大学学位论文原创性声明艘本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：塑坚日期：塑堡至堇旦翌旦关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北

2、京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在』L年解密后适用本授权书。回非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。日期：型喳塑翌旦日期：勘啦周迎日学位论文数据集中图分类号TB321学科分类号530．34论文编号1001020140116密级公开学位授予单位代码100lO学位授

3、予单位名称北京化工大学作者姓名冯晓军学号2011200116获学位专业名称化学工程与技术获学位专业代码081700课题来源国家自然基金研究方向复合材料制备论文题目BaTi03／PVDF复合材料薄膜的成膜工艺及性能研究关键词复合材料，薄膜成型工艺，聚多巴胺改性，介电常数，击穿场强论文答辩日期2014年5月28日·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师刘晓林教授北京化工大学化工材料评阅人1郭锴教授北京化工大学超重力工程技术评阅人2文利雄辛嫩北京化工大学化工材料评阅人3评阅人4评阅人5答獭糊邵磊专

4、i艘北京化工大学超重力工程技术答辩委员1李春喜教授北京化工大学化工热力学答辩委员2郭锴教授北京化工大学超重力工程技术答辩委员3文利雄教授北京化工大学化工材料答辩委员4刘晓林孝缎北京化工大学化工材料答辩委员5邹海魁副研究员北京化工大学多相流技术注：一．论文类型：1．基础研究2应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要BaTiOa／PVI)F复合材料薄膜的成膜工艺

5、及性能研究本文首先采用液相浇铸法及旋涂法制备了BaTi03／PVDF复合材料薄膜，通过研究成膜基底材料、成膜温度及成膜时间对BaTi03／PVDF薄膜形貌及介电性能和击穿性能的影响，优化了复合材料的成膜工艺；研究了聚多巴胺改性BaTi03颗粒后采用优化工艺制得的Dopa@,BT／PVDF复合材料的抗击穿性能，解释了BaTi03颗粒表面包覆的聚多巴胺层在提高复合材料击穿场强中的作用；制备了三层PVDF．Dopa@BT／PVDF．PVDF复合材料，研究了多层材料介电常数提高的机理。(1)采用液相浇铸法制备的BaTiOa／PVDF复合

6、材料薄膜的适宜成膜工艺条件为：采用金属基底在80。C下成膜，成膜时间4--,5h。SEM显示，优化条件下制备的薄膜内部微观结构均匀，无明显颗粒聚集现象，且薄膜材料的介电常数、击穿性能稳定，表明了成膜工艺的可靠性；(2)对Dopa@BT／PVDF复合材料，由于聚多巴胺所带的一OH和-NH2基团可与BaTi03表面的．OH和PVDF上的一F形成键合，使BaTi03与PVDF基体的界面相容性得到提高，从而使击穿场强显著提高，介电常数保持在10至14之间，当Dopa@BT添加量由3v01％增至15v01％时，复合材料击穿场强由210kV

7、／mm变化为163kV／mm，与未改性材料相比增幅由78％变化为94％，当BaTi03含量为10v01％时，储能密度约为2．02J／cm3：北京化工大学硕士学位论文(3)采用干膜旋涂工艺制备了PVDF．BaTi03／PVDF．PVDF三层复合材料薄膜(ABA型)，SEM显示其层间结合性良好且界面清晰，当材料整体BaTi03含量为3～15v01％时，其介电常数与同含量单层材料相比提高了1．5~2．6倍，且BaTi03含量为3v01％时材料击穿场强为72kV／mm，介电常数增加的原因是材料内部较强的界面极化作用的结果，击穿场强降低的

8、原因来自层间界面处局部电场畸变的结果；(4)采用湿膜旋涂工艺制备的ABA型多层复合材料薄膜，SEM显示层间界面存在混溶现象，界面极化减弱，介电常数增幅略有降低，当材料整体BaTi03含量为3～15v01％时，其介电常数与相同含量单层材料相比提高了1．4~1．8倍