在眾多聚合物材料中,PVDF基復合材料因其高擊穿強度和易加工性在高能量密度電容器中得到了廣泛的關注。鈮酸鉀鈉（KNN）陶瓷是一種無鉛鐵電材料,具有優(yōu)異的鐵電性能、壓電性能和環(huán)境友好性。本研究采用不同方法合成了多種不同結(jié)構形貌的KNN陶瓷。通過流延成型工藝,制備了一系列的單層和三明治結(jié)構PVDF基復合薄膜,系統(tǒng)研究了不同結(jié)構KNN陶瓷與PVDF基體復合的儲能特性。通過在KNN顆粒表面包覆多巴胺（PDA）,改善了填料在PVDF基體中的分散性,提高了 PVDF基體的儲能性能。研究發(fā)現(xiàn),KNN@PDA顆粒顯著提高了 PVDF基體的介電常數(shù)。當KNN@PDA顆粒負載量9vol%時,樣品獲得了 22.9的高介電常數(shù),這比純PVDF提高了近3倍。此外,隨著KNN@PDA顆粒含量的增高,復合薄膜的極化明顯提升。在KNN@PDA顆粒含量6vol%的復合薄膜中,樣品實現(xiàn)了 6.5 J/cm3的儲能密度。通過熔鹽法合成了具有大縱橫比的一維KNN納米纖維（KNN-nfs）。利用溶液共混法和流延成型工藝制備了單層一維KNN-nfs/PVDF復合薄膜。研究發(fā)現(xiàn),高介電常數(shù)的一維KNN-nfs引入PVDF基體中,在... 

【文章來源】：陜西科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－２零維ＫＮＮ顆粒的ＸＲＤ圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｚｅｒｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ＫＮＮ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??

不同結(jié)構鈮酸鉀鈉／ＰＶＤＦ復合薄膜制備及性能研究????薄膜的表面ＳＥＭ圖，從圖中能夠清晰的看到ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜表面光滑，無??明顯的缺陷。此外，可以看出通過超聲分散后，包覆了多巴胺的ＫＮＮ顆粒在聚合物基??體中分散較好，但因為ＫＮＮ＠ＰＤＡ顆粒較小，表面能較大，從而引起了少量ＫＮＮ＠ＰＤＡ??顆粒在復合薄膜中發(fā)生團聚。??圖３－３零維ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜的表面ＳＥＭ圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－３?Ｓｕｒｆａｃｅ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｚｅｒｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｉｌｍ??３．２．３零維ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜的介電性能分析??（ａ）２４?％?（ｂ）〇ｊ〇?？?－？－ｐ、ｄｆ??０??????????…二—?０．００????????ｌｋ?１０ｋ?１００ｋ?１Ｍ?２＼！?Ｉｋ?１０ｋ?１００ｋ?１Ｍ?２＼ｆ??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（Ｈｚ）?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（Ｈｚ）??圖３－４ＦＣＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜ａ）介電常數(shù)和ｂ）介電損耗的頻率依賴性??Ｆｉｇｕｒｅ?３－４?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｏｆ?ａ）?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ａｎｄ?ｂ）?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｉｌｍｓ?ａｎｄ??ｐｕｒｅ?ＰＶＤＦ??圖３－４是ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜在１Ｋ－２ＭＨＺ頻率下的介電性能圖。如圖所示，??復合薄膜在頻率范圍內(nèi)，隨著頻率的增加介電常數(shù)逐漸減小，介電損耗隨著頻率的增加??逐漸增大。高介電常數(shù)的ＫＮＮ陶瓷的

３．２．４零維ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜的儲能性能分析????８????（ａ）?７?［■?—?ｐｖｄｆ?（ｂ）???３?一?ｙ?＞—＊．／■?＊？＊？?■??￥?６?■?—?６?＂￡?一▲一?Ｐ，??５?—９?之?６?？??丨一ｚ??Ｑ?Ｉ?■?Ｉ?，１，１．１．?０?＞?Ｉ?－?１－－?Ｉ???０?５０?１００?１５０?２００?２５０?ＰＶＤＦ?３?６?９??Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?Ｆｉｅｌｄ?（ＭＶ／ｍ）?Ｓａｍｐｌｅ??圖３－５?ａ）零維ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜在２５０?ＭＶ／ｍ電場下的尸－五曲線，ｂ）?和Ｐｒ隨零維??Ｋ＿＠ＰＤＡ顆粒含量變化圖??Ｆｉｇｕｒｅ?３－５?Ｐ－Ｅ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｌｏｏｐｓ?ｏｆ?ｚｅｒｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｆｉｌｍ?ｕｎｄｅｒ?２５０?ＭＶ／ｍ??ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ，?ｂ）?Ｐｘｒｍｘ?ａｎｄ?ＰＴ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｚｅｒｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ＫＮＮ＠ＰＤＡ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ??圖３－５?ａ）為零維ＫＮＮ＠ＰＤＡ／ＰＶＤＦ復合薄膜在１０?Ｈｚ和２５０?ＭＶ／ｍ的電場下的尸－五??圖，圖３－５?ｂ）是由相應的五曲線獲得的Ｐｍａｘ和八隨零維ＫＮＮ＠ＰＤＡ顆粒含量變化的??曲線圖。由圖３－５?ａ）可知，純ＰＶＤＦ的極化較低，隨著ＫＮＮ＠ＰＤＡ的加入量增加，復??合薄膜的Ｐ－五曲線逐漸變胖，但逐漸表現(xiàn)出了馳豫鐵電體的特點。此外，復合薄膜的尸ｍａｘ??隨著填料含量增加明顯增大，例如，在２５０?ＭＶ／ｍ的電場下，純ＰＶＤＦ的Ｐｍａ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高介電常數(shù)聚偏氟乙烯基復合材料的研究進展[J]. 黃蓉蓉,顏錄科,閆嘯天.  絕緣材料. 2016(03)
[2]聚偏氟乙烯/鈦酸鋇高介電復合材料研究進展[J]. 戚遠慧,朱永軍,韋良強,黃安榮,羅筑.  塑料工業(yè). 2014(06)

博士論文
[1]聚偏氟乙烯基聚合物介質(zhì)膜的制備及儲能特性研究[D]. 趙月濤.電子科技大學 2018

碩士論文
[1]二維無機填料/聚合物基柔性介電復合材料的制備與性能[D]. 杜嘉雯.清華大學 2016
[2]CCTO/PVDF復合材料介電性能及界面相容性研究[D]. 翟劍雯.北京理工大學 2015



本文編號：3259030