聚合物基高性能介電材料的三相復(fù)合研究
發(fā)布時間:2021-02-06 20:55
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,電子產(chǎn)品越來越要求小型化和功能多樣化。近幾十年來,聚合物基復(fù)合材料以其與印刷電路板良好的相容性和相對優(yōu)異的介電性能在微電子學界吸引了研究者們的廣泛關(guān)注。導體/聚合物型復(fù)合材料和導體/陶瓷/聚合物型復(fù)合材料以其在介電常數(shù)的提升上優(yōu)異的表現(xiàn)成為研究者們關(guān)注的焦點,但是這類材料同時也存在著介電損耗過高的問題,F(xiàn)階段大量研究集中在導體填料的改性上,研究思路有導體填料的表面修飾、復(fù)合改性和包覆改性等,其中對多填料的復(fù)合與填充方式的研究相對較少。本文采用不同的表面改性劑對炭黑進行表面處理后通過水熱法制備了炭黑-鈦酸鋇(CB-BT)復(fù)合粉體和鈦酸鋇粉體,并采用球磨混合方式制備了炭黑/鈦酸鋇(CB/BT)復(fù)合粉體。以不同的填料復(fù)合與填充方式:分別向環(huán)氧樹脂基體中加入CB-BT、CB/BT以及按先后順序加入CB與BT粉體,制備了炭黑/鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂三相復(fù)合材料。研究表明,通過水熱法在與炭黑同一體系中合成的鈦酸鋇物相與炭黑表面性質(zhì)有關(guān),說明體系中存在著鈦酸鋇在炭黑顆粒表面進行異相形核與生長。將經(jīng)濃硝酸氧化后的炭黑最適合作為導電填料,水熱反應(yīng)溫度160℃、Ba2+
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 電介質(zhì)材料及其理論基礎(chǔ)
1.2.1 電介質(zhì)材料的極化
1.2.2 電介質(zhì)性能參數(shù)
1.3 聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料
1.3.1 聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料介電性能的理論模型
1.3.2 聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料的分類
1.4 填料的處理方法
1.4.1 接枝改性
1.4.2 導電填料的表面包覆改性
1.4.3 導電填料與陶瓷填料的原位復(fù)合改性
1.5 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 實驗
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器
2.3 材料的測試與表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.3.2 粉體的X射線衍射(XRD)分析
2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
2.3.4 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析
2.3.5 介電性能與絕緣性能測試
第三章 無機填料的的改性與制備
3.1 炭黑的表面改性
3.1.1 炭黑的顯微結(jié)構(gòu)及性質(zhì)表征
3.1.2 炭黑的表面氧化處理
3.1.3 表面氧化炭黑粉體的氨水、丙酮處理
3.1.4 表面氧化炭黑粉體的CTAB處理
3.2 鈦酸鋇粉體以及炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的制備與表征
3.2.1 鈦酸鋇粉體以及炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的制備
3.2.2 不同表面改性炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的XRD分析
3.2.3 不同表面改性炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的SEM分析
3.2.4 水熱反應(yīng)條件對復(fù)合粉體形貌的影響
3.2.4.1 水熱反應(yīng)溫度對CB-BT復(fù)合粉體形貌的影響
2+濃度對復(fù)合粉體形貌的影響"> 3.2.4.2 反應(yīng)體系中Ba2+濃度對復(fù)合粉體形貌的影響
3.2.5 最佳條件下制備的鈦酸鋇粉體以及CB-BT復(fù)合粉體的性質(zhì)表征
3.2.5.1 鈦酸鋇粉體的SEM表征
3.2.5.2 CB-BT復(fù)合粉體的XRD及TEM表征
3.3 CB/BT復(fù)合粉體的制備
3.4 NO-CB粉體、BT粉體、CB-BT復(fù)合粉體、CB/BT復(fù)合粉體的表面改性
3.4.1 KH550改性CB-BT粉體制備
3.4.2 KH550改性CB-BT粉體的傅里葉紅外光譜表征
3.5 本章小結(jié)
第四章 炭黑/鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的三相復(fù)合研究
4.1 炭黑/鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂三相復(fù)合材料的制備與介電性能
4.1.1 復(fù)合材料的制備
2+濃度對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電性能的影響"> 4.1.2 水熱體系中Ba2+濃度對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電性能的影響
4.1.2.1 介電常數(shù)
4.1.2.2 介電損耗
4.2 填料的復(fù)合與填充方式對環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料介電性能的影響
4.2.1 介電常數(shù)
4.2.2 介電損耗
4.3 本章小結(jié)
第五章 CB-BT/Epoxy復(fù)合材料的介電性能
5.1 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料的影響
5.1.1 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料表面形貌的影響
5.1.2 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電常數(shù)的影響
5.1.3 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電損耗的影響
5.1.4 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料電導率的影響
5.2 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電性能的影響
5.2.1 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒
5.2.2 預(yù)燒CB-BT復(fù)合粉體的性質(zhì)表征
5.2.3 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電常數(shù)的影響
5.2.4 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電損耗的影響
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氰酸酯/聚苯醚/超支化聚硅氧烷接枝納米SiO2復(fù)合材料的性能[J]. 李婷婷,顏紅俠,王倩倩,馮書耀. 中國塑料. 2014(01)
[2]顆粒填充聚合物高介電復(fù)合材料[J]. 黃興溢,柯清泉,江平開,韋平,汪根林. 高分子通報. 2006(12)
[3]硅烷偶聯(lián)劑用于非金屬粉體表面改性的機理及應(yīng)用中應(yīng)注意的問題[J]. 李寶智,王文利. 中國粉體工業(yè). 2006(04)
碩士論文
[1]炭黑改性及環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料[D]. 李澤偉.華南理工大學 2017
[2]高性能埋容復(fù)合介質(zhì)材料的制備與性能[D]. 劉繼紅.華南理工大學 2013
本文編號:3021076
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 電介質(zhì)材料及其理論基礎(chǔ)
1.2.1 電介質(zhì)材料的極化
1.2.2 電介質(zhì)性能參數(shù)
1.3 聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料
1.3.1 聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料介電性能的理論模型
1.3.2 聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料的分類
1.4 填料的處理方法
1.4.1 接枝改性
1.4.2 導電填料的表面包覆改性
1.4.3 導電填料與陶瓷填料的原位復(fù)合改性
1.5 本論文的主要研究內(nèi)容
第二章 實驗
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器
2.3 材料的測試與表征
2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
2.3.2 粉體的X射線衍射(XRD)分析
2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
2.3.4 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析
2.3.5 介電性能與絕緣性能測試
第三章 無機填料的的改性與制備
3.1 炭黑的表面改性
3.1.1 炭黑的顯微結(jié)構(gòu)及性質(zhì)表征
3.1.2 炭黑的表面氧化處理
3.1.3 表面氧化炭黑粉體的氨水、丙酮處理
3.1.4 表面氧化炭黑粉體的CTAB處理
3.2 鈦酸鋇粉體以及炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的制備與表征
3.2.1 鈦酸鋇粉體以及炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的制備
3.2.2 不同表面改性炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的XRD分析
3.2.3 不同表面改性炭黑-鈦酸鋇復(fù)合粉體的SEM分析
3.2.4 水熱反應(yīng)條件對復(fù)合粉體形貌的影響
3.2.4.1 水熱反應(yīng)溫度對CB-BT復(fù)合粉體形貌的影響
2+濃度對復(fù)合粉體形貌的影響"> 3.2.4.2 反應(yīng)體系中Ba2+濃度對復(fù)合粉體形貌的影響
3.2.5 最佳條件下制備的鈦酸鋇粉體以及CB-BT復(fù)合粉體的性質(zhì)表征
3.2.5.1 鈦酸鋇粉體的SEM表征
3.2.5.2 CB-BT復(fù)合粉體的XRD及TEM表征
3.3 CB/BT復(fù)合粉體的制備
3.4 NO-CB粉體、BT粉體、CB-BT復(fù)合粉體、CB/BT復(fù)合粉體的表面改性
3.4.1 KH550改性CB-BT粉體制備
3.4.2 KH550改性CB-BT粉體的傅里葉紅外光譜表征
3.5 本章小結(jié)
第四章 炭黑/鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的三相復(fù)合研究
4.1 炭黑/鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂三相復(fù)合材料的制備與介電性能
4.1.1 復(fù)合材料的制備
2+濃度對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電性能的影響"> 4.1.2 水熱體系中Ba2+濃度對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電性能的影響
4.1.2.1 介電常數(shù)
4.1.2.2 介電損耗
4.2 填料的復(fù)合與填充方式對環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料介電性能的影響
4.2.1 介電常數(shù)
4.2.2 介電損耗
4.3 本章小結(jié)
第五章 CB-BT/Epoxy復(fù)合材料的介電性能
5.1 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料的影響
5.1.1 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料表面形貌的影響
5.1.2 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電常數(shù)的影響
5.1.3 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電損耗的影響
5.1.4 CB-BT添加量對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料電導率的影響
5.2 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電性能的影響
5.2.1 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒
5.2.2 預(yù)燒CB-BT復(fù)合粉體的性質(zhì)表征
5.2.3 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電常數(shù)的影響
5.2.4 CB-BT復(fù)合粉體的預(yù)燒對CB-BT/Epoxy復(fù)合材料介電損耗的影響
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氰酸酯/聚苯醚/超支化聚硅氧烷接枝納米SiO2復(fù)合材料的性能[J]. 李婷婷,顏紅俠,王倩倩,馮書耀. 中國塑料. 2014(01)
[2]顆粒填充聚合物高介電復(fù)合材料[J]. 黃興溢,柯清泉,江平開,韋平,汪根林. 高分子通報. 2006(12)
[3]硅烷偶聯(lián)劑用于非金屬粉體表面改性的機理及應(yīng)用中應(yīng)注意的問題[J]. 李寶智,王文利. 中國粉體工業(yè). 2006(04)
碩士論文
[1]炭黑改性及環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料[D]. 李澤偉.華南理工大學 2017
[2]高性能埋容復(fù)合介質(zhì)材料的制備與性能[D]. 劉繼紅.華南理工大學 2013
本文編號:3021076
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