發(fā)布時(shí)間：2021-01-06 07:35

　　隨著電子電氣工業(yè)的發(fā)展和電子能源系統(tǒng)的高性能需求,有機(jī)薄膜電介質(zhì)電容器因其微/納秒級(jí)的充放電速度、寬廣的溫譜和頻譜穩(wěn)定性、優(yōu)異的耐壓和柔韌特性而受到人們的高度關(guān)注。當(dāng)今廣泛研究的電介質(zhì)薄膜大多采用鐵電類聚合物（如聚偏氟乙烯（PVDF）及其共聚物）作為基體,由于其本征的鐵電性損耗,這類復(fù)合電介質(zhì)均具有難以克服的充放電效率低、發(fā)熱集中易擊穿等問題;而利用具有線性充放電特性的非極性聚合物（如聚丙烯（PP））作為復(fù)合電介質(zhì)基體,又具有介電常數(shù)（ε）低（2.2）、加工制備困難、復(fù)合電介質(zhì)微觀均勻性和界面特性難以控制等缺點(diǎn)。因而如何實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合電介質(zhì)薄膜ε和電擊穿強(qiáng)度（Eb）的協(xié)同提升是實(shí)現(xiàn)其儲(chǔ)能密度提升的關(guān)鍵,也是當(dāng)前電極化儲(chǔ)能研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。綜上所述,本課題以核-殼結(jié)構(gòu)納米鈦酸鋇填充的PP基復(fù)合電介質(zhì)薄膜為研究對(duì)象,以提升其儲(chǔ)能密度為目的,采用理論分析、實(shí)驗(yàn)探究及計(jì)算模擬相結(jié)合的研究方法,以“微觀結(jié)構(gòu)——宏觀性能——功能應(yīng)用”逐級(jí)調(diào)控為研究主線,從以下方面開展研究:（1）選用納米鈦酸鋇（BaTiO₃,BT）為無機(jī)填料粒子,通過表面引發(fā)原子自由基聚合（ATRP）方法,... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

介電電介質(zhì)和電容器元件的各種應(yīng)用[7]

1緒論3圖1.2電容器極板間富集電荷并形成內(nèi)電場(chǎng)示意圖[2]Figure1.2Schematicdiagramofchargeaccumulationandformationofinternalelectricfieldbetweencapacitorplates[2]電介質(zhì)科學(xué)的發(fā)展給儲(chǔ)能介質(zhì)電容器帶來具有較大的提升空間，研發(fā)高儲(chǔ)能密度的電介質(zhì)的關(guān)鍵是改善其儲(chǔ)能特性。由于電介質(zhì)的差異性，電容器可以分為鋁電解電容器（AluminumElectrolyticCapacitor）、鉭電解電容器（TantalumElectrolyticCapacitor）、陶瓷電容器（CeramicCapacitor）和薄膜電容器（FilmCapacitor）四大類�？v觀電容器的發(fā)展歷程，從1876年英國人D.斐茨杰拉德發(fā)明紙制電容器，到1900年意大利人L.隆巴迪發(fā)明瓷介電容器，后來又發(fā)展了電解電容，到如今隨著石化行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）、PP、聚苯乙烯（PS）及聚碳酸脂（PC）薄膜等豐富多樣的有機(jī)合成薄膜[18]。為了減小電容器的體積，有機(jī)介質(zhì)薄膜電容器器逐漸替代紙介電容器。相比于其他電容器，它具有優(yōu)異的頻率特性、高紋波電流承受力、耐高壓、耐高溫及沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)，是一種重要的電子元件。依據(jù)薄膜電介質(zhì)種類的差異，有機(jī)介質(zhì)電容又被分為聚乙酯電容（又稱Mylar電容）、PP電容、PS電容、聚酯電容（滌綸電容）和聚碳酸電容。以常見的聚酯膜和PP膜電容器為例，用金屬箔或蒸鍍金屬化薄膜做電極，然后經(jīng)過分切、卷繞、壓扁、噴金、賦能、焊接和封裝等工序，制備成電容器件；在電介質(zhì)性能上，聚酯膜工作溫度范圍寬、ε高、電容量穩(wěn)定性高、正溫度系數(shù)、絕緣電阻高、自愈性好及容積比高。PP薄膜相對(duì)于聚酯薄膜而言，具有更高的介電強(qiáng)度、負(fù)溫度系數(shù)較孝極低的高頻損耗、高頻率穩(wěn)定性、高絕緣電阻和極低的介質(zhì)吸收系數(shù)等優(yōu)勢(shì)。表1.1是常見電容器的類型及優(yōu)缺點(diǎn)。目前，我國?

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文4表1.1常見電容器類型及優(yōu)缺點(diǎn)Table1.1Commoncapacitortypesandtheiradvantagesanddisadvantages電容器類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電解電容鋁電解電容容量大、價(jià)格低溫度和頻率特性差、壽命短鉭電解電容體積孝容量大、溫度范圍寬、頻率特性好、壽命長耐壓低、成本高陶瓷電容耐熱、絕緣、抗腐、頻率特性好、價(jià)格低容量孝機(jī)械強(qiáng)度低薄膜電容穩(wěn)定、溫度范圍寬、無極性、抗脈沖力強(qiáng)、壽命長、高頻特性好容量孝價(jià)格高1.2.2電介質(zhì)儲(chǔ)能電介質(zhì)電介質(zhì)儲(chǔ)能電介質(zhì)是指能在其中建立靜電場(chǎng)并且在電場(chǎng)中極化，實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)特性的物質(zhì)。極化指的是電介質(zhì)分子中正、負(fù)電荷中心在外電場(chǎng)作用下發(fā)生相對(duì)位移，而產(chǎn)生電偶極矩的物理現(xiàn)象。由于化學(xué)鍵能夠限制電介質(zhì)中電荷的遷移，共價(jià)鍵和離子鍵都可起到束縛電荷的作用，因此以共價(jià)鍵（如C=C鍵）和共價(jià)性離子鍵（如Si-O鍵）為基礎(chǔ)構(gòu)成的無機(jī)和有機(jī)化合物是電介質(zhì)材料的重要骨架。圖1.3常用儲(chǔ)能器件的功率密度及能量密度比較Figure1.3Comparisonofpowerdensityandenergydensityofcommonenergystoragedevices


本文編號(hào)：2960185