為了提高聚酰亞胺（Polyimide,PI）薄膜的綜合性能,使其能夠在實(shí)際中進(jìn)行應(yīng)用。本研究通過兩組對(duì)比試驗(yàn)研究氧化石墨烯和納米Al₂O₃顆粒的添加對(duì)PI薄膜性能的影響。一組是在PI薄膜中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、0.5%、1%的納米Al₂O₃顆粒,另一組是在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%Al₂O₃/PI薄膜基礎(chǔ)上添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%的氧化石墨烯,然后分別對(duì)不同組分薄膜的熱穩(wěn)定性、拉伸強(qiáng)度、斷口形貌、介電頻譜、擊穿場強(qiáng)等進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明:PI中納米Al₂O₃顆粒含量的增加使薄膜在400℃以上時(shí)的熱穩(wěn)定性明顯降低,氧化石墨烯的添加對(duì)于Al₂O₃/PI薄膜的熱穩(wěn)定性起到顯著改善的效果;適量氧化石墨烯的添加有助于復(fù)合薄膜力學(xué)性能的提升;氧化石墨烯的添加使復(fù)合薄膜介電常數(shù)增大,但對(duì)薄膜的電導(dǎo)率影響較小。薄膜介電損耗正切值隨氧化石墨烯含量的增大先減小后... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,25(01)北大核心

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【部分圖文】：

Al2O3/PI和GO/Al2O3/PI復(fù)合薄膜的熱重分析圖

圖2為Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、0.5%、1%的Al2O3/PI復(fù)合薄膜斷面SEM。由圖可知,隨著納米Al2O3含量增加時(shí),出現(xiàn)Al2O3團(tuán)聚現(xiàn)象,但是其分散相對(duì)均勻。圖3為在Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒為1%,分別添加0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%的氧化石墨烯的斷面SEM。圖中氧化石墨烯是以片狀出現(xiàn),而且隨著氧化石墨烯含量的增加,呈片狀的石墨烯數(shù)量越來越多,而Al2O3的團(tuán)聚現(xiàn)象減少,分散均勻。圖3 不同含量的氧化石墨烯添加到Al2O3/PI復(fù)合薄膜的斷面SEM

圖5為氧化石墨烯對(duì)薄膜介電常數(shù)的影響。對(duì)于Al2O3/PI薄膜而言,隨著納米Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,PI薄膜的介電常數(shù)明顯增加。吳廣寧等[20]研究表明:PI 薄膜中納米Al2O3的添加促使PI分子的末端官能團(tuán)與Al2O3之間納米復(fù)合電介質(zhì)的界面的形成。由于該界面導(dǎo)致的界面極化,使得復(fù)合材料的介電常數(shù)增加。當(dāng)薄膜中氧化石墨烯含量從0.2%增大至1%時(shí),薄膜介電常數(shù)從4增大至7。當(dāng)薄膜中氧化石墨烯含量介于0.2%～0.6%之間時(shí),復(fù)合薄膜的介電常數(shù)低于Al2O3/PI薄膜;當(dāng)薄膜中氧化石墨烯含量大于0.8%時(shí),復(fù)合薄膜的介電常數(shù)高于Al2O3/PI薄膜。由于少量的氧化石墨烯添加可以對(duì)聚合物大分子起到纏結(jié)效果,限制其轉(zhuǎn)向,從而降低薄膜的介電常數(shù)。然而,隨著薄膜中氧化石墨烯含量的增加,聚合物分子與氧化石墨烯之間的界面比例相對(duì)增大,從而促進(jìn)界面極化,使復(fù)合材料介電常數(shù)增大。圖5 Al2O3/PI和GO/Al2O3/PI復(fù)合薄膜介電常數(shù)圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]方波脈沖下納米氧化鋁摻雜對(duì)聚酰亞胺介電性能的影響[J]. 吳廣寧,劉洋,羅楊,古圳,高國強(qiáng).  高電壓技術(shù). 2015(06)
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本文編號(hào)：3033800