PVDF/陶瓷復(fù)合材料介電性能研究
發(fā)布時間:2022-01-07 17:47
聚偏二氟乙烯(PVDF)是一種化學(xué)性能穩(wěn)定的有機壓電聚合物,具有耐壓強度高、密度小、柔韌性好、易大面積成膜的優(yōu)點,但是由于PVDF介電常數(shù)偏低,限制了其在儲能電容器方面的應(yīng)用。鐵電陶瓷如鈦酸鋇(BaTiO3)具有較高的介電常數(shù),將其摻入PVDF可以得到介電常數(shù)較高的PVDF基復(fù)合材料。本論文采用溶液混合法制備了不同體積分數(shù)的BaTiO3/PVDF復(fù)合膜,并研究了其微觀結(jié)構(gòu)和介電性能。結(jié)果表明,摻入高介電常數(shù)的Ba TiO3陶瓷能有效提高復(fù)合膜的介電常數(shù),當(dāng)BaTiO3體積分數(shù)為40%時,室溫、1 kHz條件下,復(fù)合膜介電常數(shù)提高到24,約為純PVDF介電常數(shù)(εr=7)的三倍,此時復(fù)合膜介電損耗為0.034。為進一步提高復(fù)合膜的介電常數(shù),本文采用固相法和溶膠-凝膠法制備了高介陶瓷鋯鈦酸鋇(BZT)。采用固相法制備了微米級Ba(ZrxTi1-x)O3(x=0.13,0.20,0.25,0.30)陶瓷塊材并測試了其介電常數(shù)和損耗,結(jié)果表明室溫、1 kHz條件下,四個配方中Ba(Zr0.25Ti0.75)O3介電性能最好。采用溶膠-凝膠法制備了不同粒徑的納米Ba(Zr0.25Ti0.75)O...
【文章來源】: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
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 概述
1.2 電介質(zhì)材料的極化機制及性能表征
1.2.1 電介質(zhì)材料的極化機制
1.2.2 電介質(zhì)材料的性能表征
1.3 復(fù)合材料理論模型
1.3.1 平均體積分數(shù)模型
1.3.2 Maxwell-Garnett有效介質(zhì)模型
1.3.3 Yamada有效介質(zhì)模型
1.3.4 Jaysundere-Smith模型
1.3.5 Bruggeman模型
1.3.6 Lichtenecker模型
1.3.7 滲流模型
1.4 聚合物基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
1.4.1 陶瓷/聚合物復(fù)合材料
1.4.2 導(dǎo)體/聚合物復(fù)合材料
1.5 選題意義
1.6 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗方法與分析測試
2.1 陶瓷制備方法
2.1.1 固相反應(yīng)法
2.1.2 溶膠-凝膠法制備Ba(Zr_(0.25)Ti_(0.75))O_3
2.2 復(fù)合膜制備方法
2.3 分析測試方法
2.3.1 XRD
2.3.2 SEM
2.3.3 紅外光譜分析
2.3.4 介電性能測試
2.4 本章小結(jié)
第三章 BT/PVDF復(fù)合膜的研究
3.1 實驗原料及儀器
3.2 實驗原料的基本性能
3.2.1 BaTiO_3
3.2.2 PVDF
3.3 BT/PVDF復(fù)合膜的制備
3.4 BT/PVDF復(fù)合膜的表征
3.5 BT/PVDF復(fù)合膜的介電性能
3.6 本章小結(jié)
第四章 BZT/PVDF復(fù)合膜的研究
4.1 實驗原料及儀器
4.2 BZT陶瓷制備
4.3 BZT/PVDF復(fù)合膜的表征
4.2.1 XRD分析
4.2.2 SEM分析
4.4 BZT/PVDF復(fù)合膜的介電性能
4.5 BZT粒徑大小對復(fù)合膜介電性能的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 偶聯(lián)劑對復(fù)合膜介電性能的影響
5.1 實驗原料及儀器
5.2 偶聯(lián)劑KH550的作用機理
5.3 M-BZT/PVDF復(fù)合膜的制備
5.4 M-BZT/PVDF復(fù)合膜的表征與測試
5.5 模型分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米晶鈦酸鋇的介電性能[J]. 阮圣平,董瑋,吳鳳清,王永為,于濤,彭增輝,宣麗. 物理化學(xué)學(xué)報. 2003(01)
博士論文
[1]基于PVDF的全有機介電材料制備、結(jié)構(gòu)與性能[D]. 李蕊.武漢理工大學(xué) 2010
本文編號:3574990
【文章來源】: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
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 概述
1.2 電介質(zhì)材料的極化機制及性能表征
1.2.1 電介質(zhì)材料的極化機制
1.2.2 電介質(zhì)材料的性能表征
1.3 復(fù)合材料理論模型
1.3.1 平均體積分數(shù)模型
1.3.2 Maxwell-Garnett有效介質(zhì)模型
1.3.3 Yamada有效介質(zhì)模型
1.3.4 Jaysundere-Smith模型
1.3.5 Bruggeman模型
1.3.6 Lichtenecker模型
1.3.7 滲流模型
1.4 聚合物基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
1.4.1 陶瓷/聚合物復(fù)合材料
1.4.2 導(dǎo)體/聚合物復(fù)合材料
1.5 選題意義
1.6 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗方法與分析測試
2.1 陶瓷制備方法
2.1.1 固相反應(yīng)法
2.1.2 溶膠-凝膠法制備Ba(Zr_(0.25)Ti_(0.75))O_3
2.2 復(fù)合膜制備方法
2.3 分析測試方法
2.3.1 XRD
2.3.2 SEM
2.3.3 紅外光譜分析
2.3.4 介電性能測試
2.4 本章小結(jié)
第三章 BT/PVDF復(fù)合膜的研究
3.1 實驗原料及儀器
3.2 實驗原料的基本性能
3.2.1 BaTiO_3
3.2.2 PVDF
3.3 BT/PVDF復(fù)合膜的制備
3.4 BT/PVDF復(fù)合膜的表征
3.5 BT/PVDF復(fù)合膜的介電性能
3.6 本章小結(jié)
第四章 BZT/PVDF復(fù)合膜的研究
4.1 實驗原料及儀器
4.2 BZT陶瓷制備
4.3 BZT/PVDF復(fù)合膜的表征
4.2.1 XRD分析
4.2.2 SEM分析
4.4 BZT/PVDF復(fù)合膜的介電性能
4.5 BZT粒徑大小對復(fù)合膜介電性能的影響
4.6 本章小結(jié)
第五章 偶聯(lián)劑對復(fù)合膜介電性能的影響
5.1 實驗原料及儀器
5.2 偶聯(lián)劑KH550的作用機理
5.3 M-BZT/PVDF復(fù)合膜的制備
5.4 M-BZT/PVDF復(fù)合膜的表征與測試
5.5 模型分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米晶鈦酸鋇的介電性能[J]. 阮圣平,董瑋,吳鳳清,王永為,于濤,彭增輝,宣麗. 物理化學(xué)學(xué)報. 2003(01)
博士論文
[1]基于PVDF的全有機介電材料制備、結(jié)構(gòu)與性能[D]. 李蕊.武漢理工大學(xué) 2010
本文編號:3574990
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