發(fā)布時(shí)間：2021-09-02 22:27

　　隨著電子和電力行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)電介質(zhì)電容器提出了更高的要求。高能量密度和高充放電效率的電容器需要有性能更加優(yōu)異的電介質(zhì)材料作為基礎(chǔ),電介質(zhì)材料的性能很大程度上決定了電容器的性能。與其他電容器相比,有機(jī)薄膜電容器具有更高的儲(chǔ)能密度和擊穿場(chǎng)強(qiáng),而且成本較低。本論文以線性高分子介電材料?芳香族聚硫脲（ArPTU）為基體,分別復(fù)合P（VDF-TrFE-CFE）和BaTiO₃納米線制備出全有機(jī)體系和有機(jī)-無(wú)機(jī)體系復(fù)合薄膜。對(duì)介電薄膜的表面形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并測(cè)試了相關(guān)介電性能和儲(chǔ)能特性,具體研究工作內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）選擇溶液流延法制備ArPTU介電薄膜,系統(tǒng)地研究了分子量、溶液濃度以及驅(qū)溶溫度對(duì)ArPTU薄膜的介電性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。采用FTIR和XRD表征薄膜樣品的分子結(jié)構(gòu)和晶相,測(cè)試介電常數(shù)、介電損耗、擊穿場(chǎng)強(qiáng)和充放電效率來(lái)比較薄膜的儲(chǔ)能特性。研究結(jié)果表明,選擇較低分子量和適中溶液濃度（9 wt.%）,在60℃驅(qū)溶溫度下,制備的ArPTU薄膜表面形貌更加光滑平整。介電性能測(cè)試表明,ArPTU薄膜的介電常數(shù)為4.5,介電損耗為0.0196,本征擊穿場(chǎng)強(qiáng)為50... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

芳香族聚硫脲

]，是如今研究介電材料的重點(diǎn)方向。如圖1-2所示，PVDF分子的C-F鍵的高偶極矩能夠產(chǎn)生更高的介電常數(shù)，不幸的是，PVDF及其共聚物的高剩余極化和大磁滯損耗限制了它們作為電容器中的介電材料的應(yīng)用。解決這個(gè)問(wèn)題的一種方式就是通過(guò)將結(jié)構(gòu)缺陷結(jié)合到PVDF基質(zhì)中來(lái)設(shè)計(jì)具有降低的滯后弛豫鐵電聚合物。例如，將氟氯乙烯（CFE）引入聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)（PVDF-TrFE）中，形成聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯)，并且觀察到窄的磁滯回線和高介電常數(shù)（>35）[35-36]，然而PVDF三元共聚物在高電場(chǎng)下顯示出高介電損耗損耗[37]。圖1-2PVDF分子式

第二章實(shí)驗(yàn)儀器和基本原理9圖2-1平行板電容器圖2-1是一個(gè)平行板電容器及其外形尺寸，每個(gè)極板的正對(duì)面積為A。如果矩形極板的長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬度為W，則兩塊平行板之間的正對(duì)面積可以由以下公式（2-1）表示：=×（2-1）如果兩平行板之間的距離d遠(yuǎn)小于它們的寬度和長(zhǎng)度，則可以得出該平行板電容器的電容如公式（2-2）所示：=（2-2）式中ε為兩極板之間電介質(zhì)材料的介電常數(shù)。根據(jù)公式（2-2）可以得出：平行板電容器的電容與電介質(zhì)材料的介電常數(shù)、極板正對(duì)面積和極板間距離有關(guān)。具體關(guān)系如下：與電介質(zhì)材料的介電常數(shù)成正比，與極板正對(duì)面積成正比，與極板間距離成反比。因此想提高平行板電容器的電容，可以通過(guò)增大極板間正對(duì)面積、減小極板間距離以及提升電介質(zhì)材料的介電常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)平行板電容器兩極板間加上電壓，電容器處于充電狀態(tài)，外部電源在傳遞電荷對(duì)電容器做功。整個(gè)充電過(guò)程實(shí)質(zhì)就是電容器在儲(chǔ)存能量的過(guò)程，外部電源所做功的大小就是電容器儲(chǔ)存能量的大校因此，電容器的儲(chǔ)能大小W可以用公式（2-3）所示：=122（2-3）式中C為電容器的電容，U是加在電容器極板間的充電電壓。其中U的表達(dá)式如公式（2-4）所示：=×（2-4）


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