PVDF基復(fù)合材料相結(jié)構(gòu)與電卡效應(yīng)
發(fā)布時間:2021-07-22 11:37
制冷是日常生活中必備之事,從水果、蔬菜的保鮮,到人們?nèi)粘I钪锌照{(diào)的使用,都需要制冷。目前傳統(tǒng)制冷方式釋放的氟氯烴上升到臭氧層時與臭氧發(fā)生反應(yīng),破壞臭氧層,臭氧層主要起到保護(hù)地球上生物與植物的作用,因此需要尋找新的制冷方式。電卡效應(yīng)是在極性材料中因外電場的改變從而導(dǎo)致極化狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生的絕熱溫度或等溫熵的變化。利用電卡效應(yīng)進(jìn)行制冷因其成本低、能源轉(zhuǎn)換率高以及環(huán)保等優(yōu)勢而備受關(guān)注。在眾多電卡效應(yīng)材料中,鈣鈦礦陶瓷材料介電常數(shù)高、模量大,但是其不易加工成型、擊穿場強(qiáng)低;含氟聚合物材料介電常數(shù)低,其模量低,但是其可塑性好、擊穿場強(qiáng)高。因此,本文采用固相反應(yīng)法制備了鈦酸鍶鋇(BST)陶瓷粉,并進(jìn)行燒結(jié);然后采用溶液流延法制備了P(VDF-HFP)/BST復(fù)合材料,并研究了其電卡效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料具有高介電常數(shù)、低脆性和低密度等優(yōu)點(diǎn)。論文具體工作如下:1)通過溶液流延法制備P(VDF-HFP)薄膜,并表征了其結(jié)構(gòu)和介電性能。2)為了制備純度高的BST陶瓷,采用固相燒結(jié)法制備了 BST陶瓷粉體,經(jīng)壓片和燒結(jié)后,測得該BST陶瓷介電常數(shù)和介電損耗分別為5100和0.0014,居里溫度為28℃,...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:48 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
在外電場作用下電介質(zhì)的極化示意圖
(c)偶極取向極化 (d)界面極化圖 1-2 (a)電子極化;(b)離子極化;(c)偶極取向極化;(d)界面極化[6]Fig.1-2 (a), ionic polarization(b), dipole polarization(c) and interface polarization(d)1.1.5 頻率依賴性頻率的依賴性通常指的是在交流電場下,在給電介質(zhì)材料施加一個交流正弦電場的,改變電場的頻率,隨著頻率的不斷增大,偶極子的反轉(zhuǎn)通常情況下會跟不上頻率的變會產(chǎn)生介電損耗,其電介質(zhì)的介電常數(shù)通?梢员硎綶7]為: = ′– ″ 式(1.1)中 ′代表復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部, ″代表復(fù)介電常數(shù)的虛部。圖 1-3 表示復(fù)介數(shù)的實(shí)部和虛部的頻率依賴性,隨著頻率的增大而不斷發(fā)生變化。
圖 1-3 介電常數(shù)的實(shí)部與虛部的頻率依賴性[8]Fig.1-3 The frequency dependence of imaginary and real parts of the dielectric constant 電介質(zhì)材料的性能表征1 電容和介電常數(shù)式中可以看出電容量與介電常數(shù)成正比,與電容器平行板的有效面積成正比行板的距離成正比,與平行板的厚度成反比[8]: =ε0εr (1.2)中,其中 ε0為真空介電常數(shù),t 是平行板的距離,A 是平行板有效面積相對介電常數(shù)是用該電介質(zhì)的電容與真空電容的比值[8],即: = 介質(zhì)/ 真空電常數(shù)是用來衡量電介質(zhì)材料的極化程度,它是類似于物質(zhì)的密度和比熱容,固有屬性。而平行板的電荷數(shù)量又是由電介質(zhì)的極化程度決定的,介電常數(shù)與出正比的關(guān)系,極化程度越高,那么介電常數(shù)也就越大。2 介電損耗
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鐵電材料中的大電卡效應(yīng)[J]. 魯圣國,唐新桂,伍尚華,ZHANG Qi-Ming. 無機(jī)材料學(xué)報. 2014(01)
[2]壓電材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 裴先茹,高海榮. 安徽化工. 2010(03)
[3]鋰離子電池聚烯烴隔膜的特性及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 高昆,胡信國,伊廷鋒. 電池工業(yè). 2007(02)
[4]聚合物電介質(zhì)的擊穿與空間電荷的關(guān)系[J]. 鄭飛虎,張冶文,肖春. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2006(02)
博士論文
[1](BaSr)TiO3/PVDF功能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備與電性能研究[D]. 胡國辛.西北工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1](1-x)NBT-xST無鉛陶瓷的電卡效應(yīng)和儲能性能[D]. 戴祥福.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]BST納米復(fù)合材料的制備與表征[D]. 陳強(qiáng).蘇州大學(xué) 2015
[3]Ba1-xSrxTiO3基陶瓷的鐵電性能及電卡效應(yīng)[D]. 陳亭亭.浙江大學(xué) 2013
本文編號:3297080
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:48 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
在外電場作用下電介質(zhì)的極化示意圖
(c)偶極取向極化 (d)界面極化圖 1-2 (a)電子極化;(b)離子極化;(c)偶極取向極化;(d)界面極化[6]Fig.1-2 (a), ionic polarization(b), dipole polarization(c) and interface polarization(d)1.1.5 頻率依賴性頻率的依賴性通常指的是在交流電場下,在給電介質(zhì)材料施加一個交流正弦電場的,改變電場的頻率,隨著頻率的不斷增大,偶極子的反轉(zhuǎn)通常情況下會跟不上頻率的變會產(chǎn)生介電損耗,其電介質(zhì)的介電常數(shù)通?梢员硎綶7]為: = ′– ″ 式(1.1)中 ′代表復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部, ″代表復(fù)介電常數(shù)的虛部。圖 1-3 表示復(fù)介數(shù)的實(shí)部和虛部的頻率依賴性,隨著頻率的增大而不斷發(fā)生變化。
圖 1-3 介電常數(shù)的實(shí)部與虛部的頻率依賴性[8]Fig.1-3 The frequency dependence of imaginary and real parts of the dielectric constant 電介質(zhì)材料的性能表征1 電容和介電常數(shù)式中可以看出電容量與介電常數(shù)成正比,與電容器平行板的有效面積成正比行板的距離成正比,與平行板的厚度成反比[8]: =ε0εr (1.2)中,其中 ε0為真空介電常數(shù),t 是平行板的距離,A 是平行板有效面積相對介電常數(shù)是用該電介質(zhì)的電容與真空電容的比值[8],即: = 介質(zhì)/ 真空電常數(shù)是用來衡量電介質(zhì)材料的極化程度,它是類似于物質(zhì)的密度和比熱容,固有屬性。而平行板的電荷數(shù)量又是由電介質(zhì)的極化程度決定的,介電常數(shù)與出正比的關(guān)系,極化程度越高,那么介電常數(shù)也就越大。2 介電損耗
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鐵電材料中的大電卡效應(yīng)[J]. 魯圣國,唐新桂,伍尚華,ZHANG Qi-Ming. 無機(jī)材料學(xué)報. 2014(01)
[2]壓電材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 裴先茹,高海榮. 安徽化工. 2010(03)
[3]鋰離子電池聚烯烴隔膜的特性及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 高昆,胡信國,伊廷鋒. 電池工業(yè). 2007(02)
[4]聚合物電介質(zhì)的擊穿與空間電荷的關(guān)系[J]. 鄭飛虎,張冶文,肖春. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2006(02)
博士論文
[1](BaSr)TiO3/PVDF功能復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制備與電性能研究[D]. 胡國辛.西北工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1](1-x)NBT-xST無鉛陶瓷的電卡效應(yīng)和儲能性能[D]. 戴祥福.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]BST納米復(fù)合材料的制備與表征[D]. 陳強(qiáng).蘇州大學(xué) 2015
[3]Ba1-xSrxTiO3基陶瓷的鐵電性能及電卡效應(yīng)[D]. 陳亭亭.浙江大學(xué) 2013
本文編號:3297080
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