導電納米填料/聚合物介電復合材料由于具有超高的介電常數(shù)和優(yōu)良的加工性能和力學性能,在電力、電子等領(lǐng)域存在廣泛的應用前景。然而導電填料與基底聚合物之間表面能差異,導致填料團聚,在復合材料內(nèi)部產(chǎn)生較多的孔洞及空隙,同時減少了導電填料在基底聚合物中形成“微型電容器”的數(shù)量,從而影響介電性能。另一方面,導電填料與基底聚合物之間電性能差異,導致電場分布不均勻,界面極化復雜,降低了復合材料的擊穿強度和儲能密度。目前,導電填料的表面修飾是解決上述介電復合材料存在問題的有效途徑。甲殼型液晶高分子由于主鏈和側(cè)基的強烈偶合作用以及側(cè)基的空間效應,聚合物形成柱狀相,聚合物鏈具有半剛性特性。此外,該液晶高分子的剛性聚合物鏈的長度可控,柱狀相的表面性質(zhì)易于修飾等特點。因此,本論文利用甲殼型液晶高分子的特性,選取端基含氟的甲殼型液晶高分子作為導電納米填料的表面修飾劑,一方面解決石墨烯和碳納米管在聚（偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯）（P（VDF-TrFE-CTFE））和P（VDF-CTFE）中的分散性和相容性差的問題,另一方面,通過研究液晶高分子的界面修飾層厚度對復合材料介電常數(shù)和擊穿強度的影響,總結(jié)出界面修飾層厚度... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｐ－Ｅ曲線計算能量儲存示意圖??

極子極化和（Ｄ）界面極化??電子位移極化：在外加電場的作用下，電介質(zhì)材料內(nèi)部原子的核外電子發(fā)??生移動，與原子核形成微觀電偶極子，即為電子位移極化，如圖１．１（Ａ）所示。??此過程時間極短，過程可逆［ＩＧ］。??離子位移極化：在外電場的作用下，離子晶體的正負離子發(fā)成一定量的位??移造成微觀點偶極子的出現(xiàn)，即為離子位移極化，如圖１．１（Ｂ）所示。該極化過??程可逆，發(fā)生時間也較短［１１］。??偶極子極化：在極性電介質(zhì)材料中，一般內(nèi)部存在雜亂無章，但對外顯電??中性的偶極子，當施加外電場時，內(nèi)部偶極子重新取向而產(chǎn)生極化的過程稱為??偶極子極化，如圖１．１（Ｃ）所示。此類極化發(fā)生時間較長，與頻率和溫度有較大??關(guān)系

?下束縛電荷的能力不同，使得在不同材料的接觸界面電荷分布不均勻?qū)е碌臉O??化稱為界面極化，如圖１．１（Ｄ）所示。對于兩相或多相復合介電材料來說，界面??極化是極化的主要方式之一，發(fā)生在低頻區(qū)域，產(chǎn)生所需時間較長且伴隨著能??量損耗［１４］。??電介質(zhì)材料在外加電場下使用過程中伴隨著部分電能轉(zhuǎn)換成熱能的過程即??為損耗過程，一般電介質(zhì)損耗產(chǎn)生主要有兩種原因：（一）在外電場作用下，材??料內(nèi)部產(chǎn)生的電導電流會將一部分電能轉(zhuǎn)換成熱能；（二）材料制備過程中會產(chǎn)??生孔洞，間隙之類的缺陷，從而使得在外家電場作用下電介質(zhì)材料會產(chǎn)生松弛??極化。對于一般電介質(zhì)材料來說，不同溫度和頻率下?lián)p耗類型主要有以下幾種??情況：電導損耗主要作用在高溫低頻下，松弛極化損耗主要作用在常溫高頻下，??結(jié)構(gòu)損耗主要作用在低溫高頻下［１５］。??幾種不同的極化的頻率依賴性如圖１．２所示，其中Ｐｉ，Ｐｅ，Ｐｄ，Ｐｉｎｔ，分別代表電??子位移極化，離子位移極化，偶極子極化和界面極化，這幾種極化可以被分為??共振機制和馳豫機制兩種［１６


本文編號：3259438