本文關鍵詞：導電填料樹脂基復合材料的負介電性能

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【摘要】：電磁功能材料在隱身、透波、電子元器件等領域具有重要應用。近年來介電常數(shù)為負值的研究成為研究領域熱點。國內(nèi)外相關研究發(fā)現(xiàn),在材料的逾滲閾值附近,導體-絕緣體復合材料可實現(xiàn)負介電性能。本文以環(huán)氧樹脂epoxy為絕緣基體,利用冷凍球磨法引入金屬等不同的導電相,制備了樹脂基逾滲復合材料,在射頻頻段成功實現(xiàn)了負介電性能。并通過改變導電相類別、組分、尺寸對負介電常數(shù)展開研究。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等檢測方式,對復合材料的物相組成及微觀結構進行表征,利用HP4991阻抗分析儀測試復合材料的介電性能,并結合逾滲理論、自由電子模型等理論和模型對樹脂基逾滲復合材料的負介電機理進行了研究分析。以環(huán)氧樹脂為基體,金屬材料Fe-Si-B、Fe-Si-Ni、Fe-Si-Cr、Ag分別為導電填料,制備了Fe-Si-B/epoxy、Fe-Si-Ni/epoxy、Fe-Si-Cr/epoxy、Ag/epoxy復合材料,通過冷凍球磨法使導電相均勻分布于絕緣基體中。結果表明,當復合材料導電相的含量小于逾滲閾值時,金屬基本上是孤立相,介電常數(shù)為正,材料表現(xiàn)為電子跳躍電導。當導電相的含量超過但仍接近逾滲閾值時,金屬變成連續(xù)相,介電常數(shù)為負,材料表現(xiàn)為類金屬電導。在某種程度上,過逾滲組分復合材料可視為被絕緣基體稀釋的金屬弱導電體,金屬相構成的逾滲導電網(wǎng)絡基于等離體子振蕩導致負介電常數(shù)。采用環(huán)氧樹脂作為復合材料基體,加入不同粒徑的金屬材料球型顆粒Cu為導電填料,制備了Cu/epoxy復合材料。研究發(fā)現(xiàn),相同導電相含量,Cu粒徑為1μm的復合材料其介電常數(shù)高于Cu粒徑為5μm的復合材料,說明導電相粒徑對復合材料的逾滲閾值及介電常數(shù)大小有所影響。Cu顆粒為1μm的復合材料,其介電常數(shù)在射頻段呈現(xiàn)負值,機理與Fe-Si-B/epoxy類似。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB332

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本文編號：1304271