超復合材料是超材料領域的新興研究分支,它擺脫了周期性單元結(jié)構(gòu)的限制,可在隨機性微觀結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)負電磁參數(shù),獨特的物理性能和靈活的微觀結(jié)構(gòu)使得超復合材料在軍事、通訊、能源等眾多領域具有重要的研究價值和應用潛力。負介電常數(shù)是超復合材料的一個重要的本征參數(shù),對負介電常數(shù)的精確調(diào)控是超復合材料領域的研究重點。等離振蕩理論和介電共振理論常被用于解釋負介電常數(shù)的產(chǎn)生,同時,負介電性能還與電逾滲現(xiàn)象密切相關,逾滲網(wǎng)絡的構(gòu)建為負介電性能的調(diào)控提供了一種快捷高效的技術手段。在眾多類型的超復合材料中,高分子基超復合材料具有成本低廉、工藝簡潔、性能易調(diào)等顯著優(yōu)勢,因而受到廣泛關注。目前,在超復合材料的發(fā)展過程中仍有一些問題未得到有效地解決,例如,較強的負介電常數(shù)不利于超復合材料的實際應用,但是對弱負介電的研究卻鮮有報道,因此需要加強對弱負介電調(diào)控方法的探究;此外,過高的填料含量會對超復合材料的整體性能帶來負面影響,如何在低填料含量的條件下實現(xiàn)負介電性是亟待解決的問題。針對上述兩個問題,本論文設計了三種研究方案,分別選用不同種類的導電填料制備了超復合材料,通過對超復合材料微觀結(jié)構(gòu)的控制和優(yōu)化實現(xiàn)對負介電性能的調(diào)... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）雙負參數(shù)在隨機結(jié)構(gòu)超材料中的實現(xiàn)ｆ１１］，??［１２】??

部（Ｉｍａｇｉｎａｒｙ?ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ?），代表／材料產(chǎn)生損耗的能力。同時，介電常數(shù)又??是關于頻率的函數(shù)，滿足Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｎｇ關系，介電實部和虛部可分別用如下??公式表示［１（）；１８］：??＾（ｕｊ）?＋?＾?ｆ〇＂?ｄ－３）??’Ｍ?＝?－令?ＪｉＴ?：發(fā)Ｓ?如?（１－４）??因此，介電常數(shù)的大小與交變電場的頻率有著密切聯(lián)系。??在電場力的作用下不同種類的微觀帶電粒子會發(fā)生不同程度的極化，而且在??不同的頻率范圍內(nèi)極化機制也會有所不同［１（）］，如圖１－３所示。對介電常數(shù)影響較??大的極化主要有四類：離子位移極化、偶極子極化、原子極化和電子極化［１９］。離??子位移極化在低頻段起主導作用，在電場力的作用下離子發(fā)生位移，移動過程中??會引起晶格震動而產(chǎn)生能量損耗，同時離子又具有一定的質(zhì)量，所以極化的過程??需要時間，而且過程不可逆。另外，有一部分正、負電荷會被電場力拉幵，??但靜電力又使兩者相互吸引而不分離，于是形成了具有正負極的偶極子。一方面，??偶極子會隨著電場方向的變化而有序轉(zhuǎn)動，另一方面，熱運動會使偶極子趨于無??序化狀態(tài)，受多種因素的影響，偶極極化需要更多的時間，這個過程也會消耗一??定的能量［１（＾９］。當電場頻率不斷升高，離子位移極化和偶極子極化會逐漸落后于??電場的變化頻率，對介電常數(shù)的貢獻會隨之減弱［２Ｑ］，因此介電實部會表現(xiàn)出馳豫??現(xiàn)象。原子極化和電子極化分別是由原子振動和電子振動所引起，隨著電場頻率??的進一步增大，它們對介電常數(shù)的影響會逐漸顯現(xiàn)。??Ｉｏｎｉｃ?Ｄｉｐｏｌａｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ??—?、?ｕ?ｈｖ／??Ｚ＇?Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌ

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【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]異質(zhì)復合材料的原位制備與雙負性能[D]. 孫凱.山東大學 2017
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[5]特定性能電磁超材料微結(jié)構(gòu)及其功能器件優(yōu)化設計[D]. 史鵬飛.大連理工大學 2017
[6]多孔金屬陶瓷微結(jié)構(gòu)調(diào)控及雙負機理[D]. 史志成.山東大學 2013
[7]金屬—電介質(zhì)體系的雙負性質(zhì)及調(diào)控[D]. 張子棟.山東大學 2013

碩士論文
[1]電磁超材料及其在天線上的應用研究[D]. 封旭旭.電子科技大學 2019
[2]石墨烯樹脂負介電材料的制備及其機理研究[D]. 吳海坤.山東大學 2018



本文編號：3529928