人類社會(huì)越來越依賴于電能,電容器作為能源應(yīng)用系統(tǒng)中必不可少的元件之一,其重要性不言而喻。而電介質(zhì)又是電容器中最重要的部分,其性能決定了電容器的特性。但薄膜電容器中的聚合物薄膜介電常數(shù)低導(dǎo)致薄膜電容器的儲(chǔ)能密度難以得到進(jìn)一步提高,所以在本文中我們主要探討了高儲(chǔ)能密度聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料,得到的進(jìn)展如下所示:1.利用一種高介電復(fù)合材料的經(jīng)典體系:鈦酸鋇/聚偏氟乙烯(BT/PVDF)討論了熱處理對該體系的性能影響,發(fā)現(xiàn)可以顯著地改善介電性能和耐電壓能力,從而提高了復(fù)合材料的儲(chǔ)能特性,在低的電場強(qiáng)度下(50 MV/m),就可以達(dá)到0.69 J/cm3的儲(chǔ)能密度,是純PVDF的4.93倍,同時(shí)充放電效率從6.36%提高到了 56.89%。2.利用離子液體(IL)來提高聚合物基體的介電性能,發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料保持了優(yōu)異的柔性,比如50 BP/PVDF在101Hz下的介電常數(shù)達(dá)到3.3X104,而介電損耗僅有0.65。研究表明介電性能改善的原因是IL中陰陽離子發(fā)生離子躍遷而極大地提高體系的電極化。3.將一種橡膠納米顆粒(MBS)分散到PVDF,發(fā)現(xiàn)具有良好的分散性和相容性,制備出了柔性的高擊穿強(qiáng)度復(fù)合薄...

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 電介質(zhì)發(fā)展歷史及其儲(chǔ)能機(jī)理簡析
    2.2 高儲(chǔ)能密度電介質(zhì)復(fù)合材料的研究進(jìn)展
        2.2.1 導(dǎo)電納米顆粒/聚合物復(fù)合材料
        2.2.2 高介電納米顆粒/聚合物復(fù)合材料
        2.2.3 有機(jī)填料/聚合物復(fù)合材料
    2.3 選題的目的和意義
        2.3.1 選題目的
        2.3.2 選題意義
        2.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
3 熱處理對鈦酸鋇/聚偏氟乙烯復(fù)合材料介電及儲(chǔ)能特性影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.3 材料制備
        3.2.4 測試條件與方法
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 熱處理對BT/PVDF復(fù)合材料薄膜介電性能的影響
        3.3.2 熱處理對BT/PVDF復(fù)合材料薄膜耐電壓能力的影響
        3.3.3 熱處理對BT/PVDF復(fù)合材料薄膜儲(chǔ)能特性的影響
        3.3.4 熱處理對BT/PVDF復(fù)合材料薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 離子液體/聚合物體系的介電性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.3 材料制備
        4.2.4 測試條件與方法
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.3.1 IL對復(fù)合薄膜力學(xué)(拉伸)性能的影響
        4.3.2 IL對復(fù)合薄膜介電性能的影響
        4.3.3 BP/PVDF復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.4 BP改善PVDF介電性能的機(jī)理探討
    4.4 本章小結(jié)
5 高儲(chǔ)能密度的橡膠納米顆粒/聚偏氟乙烯復(fù)合材料性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        5.2.3 材料制備
        5.2.4 測試條件與方法
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.3.1 MBS對復(fù)合薄膜力學(xué)(拉伸)性能的影響
        5.3.2 MBS對復(fù)合薄膜介電性能的影響
        5.3.3 MBS對復(fù)合薄膜耐電壓能力的影響
        5.3.4 MBS對復(fù)合薄膜儲(chǔ)能特性的影響
        5.3.5 MBS對復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 高儲(chǔ)能密度的聚氨酯/聚偏氟乙烯復(fù)合材料的性能研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        6.2.3 材料制備
        6.2.4 測試條件與方法
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        6.3.1 TPU對復(fù)合薄膜介電性能的影響
        6.3.2 TPU對復(fù)合薄膜耐電壓能力的影響
        6.3.3 TPU對復(fù)合薄膜儲(chǔ)能特性的影響
        6.3.4 TPU對復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論
8 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3865473