發(fā)布時(shí)間：2018-04-29 18:43

  本文選題：炭黑 + 鈦酸鋇��； 參考：《華南理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：為了滿足當(dāng)前市場需求,電子元器件的尺寸不斷減小,電介質(zhì)層厚度逐漸減薄,關(guān)于新型電介質(zhì)材料方面的研究也因此成為微電子學(xué)術(shù)界的主要課題。為了能進(jìn)一步減小介質(zhì)層厚度,近幾年有不少專家學(xué)者采用聚合物作為基體,通過引入微、納米導(dǎo)電顆粒或介電常數(shù)較高的無機(jī)顆粒,制備出具有優(yōu)異的介電性、力學(xué)性及加工性的新型材料電子材料。實(shí)驗(yàn)以改性鈦酸鋇和包覆炭黑作為填充材料,添加到聚合物環(huán)氧樹脂中形成多種復(fù)合材料。研究了填料表面改性對復(fù)合材料介電性能的影響以及復(fù)合材料的介電機(jī)理。獲得了介電常數(shù)高達(dá)52,損耗僅有0.08的聚合物基復(fù)合介電材料。本文首先研究了鈦酸鋇粉體的表面改性以及炭黑包覆改性。利用紅外光譜分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)KH550改性后的鈦酸鋇表面基團(tuán)發(fā)生變化,表現(xiàn)出與聚合物基體良好的相容性。經(jīng)過表面氧化處理的炭黑粉體分散性得到大幅提升,尤其是經(jīng)硝酸氧化后,炭黑表面-OH和-COOH鍵含量都有明顯變化。對比研究了采用微乳液法、原位聚合法和溶膠凝膠法三種方法對炭黑進(jìn)行表面包覆改性,通過電鏡和熱分析等手段,發(fā)現(xiàn)原位聚合法制備的CB@Si O2具有包覆層完整、包覆均勻以及粒度統(tǒng)一等優(yōu)點(diǎn)。以原位聚合法獲得的CB@Si O2粉體填充制備了CB/EP復(fù)合材料,研究了固化劑、CB@Si O2含量、硅源用量以及混合填充對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明,這些因素都直接影響復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對材料的極化以及電導(dǎo)損耗的影響甚為復(fù)雜。炭黑含量達(dá)到某一特定值時(shí),復(fù)合材料會出現(xiàn)最優(yōu)化結(jié)構(gòu),此時(shí)損耗為極小值。在低頻下,由結(jié)構(gòu)影響導(dǎo)致的極化以及電導(dǎo)方式對復(fù)合材料的影響非常明顯;在低含量時(shí),結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料影響較大的為電導(dǎo)方式;在高頻下,影響方式轉(zhuǎn)為極化方式;隨著含量增加,極化影響方式逐漸變得凸顯;當(dāng)超過滲流閥值時(shí),電導(dǎo)損耗成為主要損耗方式。硅源用量的變化也會對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,且電導(dǎo)影響相對于極化影響的比重在不斷變化。將表面氧化炭黑和包覆炭黑同時(shí)添加到聚合物中制備所謂的混合型復(fù)合材料,SEM表征發(fā)現(xiàn)未包覆炭黑小顆粒的存在形式包括:與包覆大顆粒之間團(tuán)聚、小顆粒自行團(tuán)聚以及均勻分散在聚合物基體中等,顆粒之間形成的鏈接以及由此導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)重組都會對復(fù)合材料介電性能產(chǎn)生影響。采用共混法和疊層法制備了CB/BT/EP復(fù)合材料。研究了填料含量和疊層工藝對CB/BT/EP復(fù)合材料性能的影響,對復(fù)合材料介電機(jī)理進(jìn)行了理論分析。研究認(rèn)為:30%BT-30%CB的復(fù)合材料中存在大量偶極子取向極化,并且極化反應(yīng)時(shí)間短,在高頻下?lián)p耗小。炭黑或者鈦酸鋇的增加都會破壞這種取向極化,增加空間極化,出現(xiàn)介電常數(shù)大幅減小現(xiàn)象。在炭黑和鈦酸鋇增加至一定量時(shí),除了空間極化的增加還產(chǎn)生另一種取向極化,但是這種取向極化的極化機(jī)理不同,極化建立時(shí)間較長,在100KHz下極化隨頻率變化明顯,并且對復(fù)合材料的介電性能提升效果沒有第一種極化明顯。在疊層工藝制備CB/BT/EP復(fù)合材料中發(fā)現(xiàn),B/C/B模型的介電性能較好,隨著BT/EP層以及CB/EP層厚度的增加,復(fù)合材料的介電常數(shù)有較大提升,介電損耗減小,尤其是CB/EP層厚度的增加對復(fù)合材料介電性能的提升有較大幫助。
[Abstract]:In order to meet the current market demand , the size of the electronic components is continuously reduced , the thickness of the dielectric layer is gradually thinned , and the research on the new type of dielectric material has become a major problem in the microelectronics industry . In the preparation of CB / BT / EP composite material , the dielectric properties of B / C / B model are good , and the dielectric constant of the composite material increases with the increase of the thickness of the BT / EP layer and CB / EP layer .

【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1821121