發(fā)布時間：2021-07-20 09:48

　　隨著電子技術產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的電容器材料已經(jīng)越來越難以滿足市場需求,所以很多學者致力于開發(fā)具有高介電常數(shù)和高儲能密度等綜合性能優(yōu)異的新型電介質材料。由于高分子聚合物的化學穩(wěn)定性優(yōu)異、容易加工、并且成本低而被廣泛應用在電容器等領域,但是這類聚合物普遍介電常數(shù)較低,所以如何提高聚合物的介電常數(shù)成為了一個新的挑戰(zhàn)。在本文中,以低密度聚乙烯（LDPE）為聚合物基體,分別選用多壁碳納米管和鈦酸鋇納米粒子為無機填料,乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油脂（POE-GMA）彈性體作為相容劑制備低密度聚乙烯基復合材料,并且研究了不同無機納米粒子的不同添加含量對復合材料介電和儲能等綜合性能的影響,具體研究內(nèi)容和取得結果如下:（1）選用羧基化的碳納米管（MWCNT-COOH）作為無機填料,通過固定體系中POE-GMA彈性體的量,采用溶液共混法制備MWCNT-COOH/POE-GMA/LDPE復合材料。研究不同MWCNT-COOH的添加含量對低密度聚乙烯基復合材料結晶性能、介電性能、力學等綜合性能的影響。通過掃描電鏡等手段可以看出POE-GMA包覆的MWCNT-COOH在聚乙烯基體中有良好的分散。研究... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

納米復合材料的多層核模型示意圖

第1章緒論3米復合材料的介電性質。因為電荷在納米粒子-聚合物基體界面處的大量累積，導致界面區(qū)域的電導率大幅增加�？偟膩碚f，Lewis認為，在納米粒子表面積聚的大量電荷形成了一個通路，并且載流子沿著該通路遷移形成漏電電流，如圖1-2（b）所示，復合材料電導率的改變可以通過調(diào)控復合材料的微觀界面結構來實現(xiàn)。圖1-2(a)復合材料界面擴散雙層模型[17]，(b)復合材料漏電電流通道模型1.2高介電復合材料的性能表征1.2.1介電常數(shù)及介電損耗介電常數(shù)用來描述電介質的極化程度，即其束縛電荷的能力。介電常數(shù)越高，束縛電荷的能力越強。除介電常數(shù)外，電容、介電損耗也是電介質材料的重要特征：（1）電容：兩個平行電極之間填充的電介質可以形成最常見的平行板電容器。當對兩個電極施加外電場時，大量電荷會聚集在電極上。電荷的總量隨著電壓增大而增大，該比值為平板電容器的電容。CVQ=1-1在公式中，Q為電量，C為電壓，V為電容。電容還與電極板面積、介電常數(shù)成正比，與電極板間的距離成分反比[18]：tr0AC=1-2在公式中，A為電極板面積，t為電極板間距離，0為真空介電常數(shù)，其值為8.85×10-12F/m,r為相對介電常數(shù)。在本文中除特別說明外，介電常數(shù)都是指相對介電常數(shù)。（2）介電常數(shù)：

第1章緒論6圖1-3電位移-電場曲線示意圖復合材料的儲能密度并不隨著電場強度的增大而顯著增加。鐵電材料由于在充放電過程中伴隨介電損耗，其存儲的能量必然會損失一小部分，因此存在明顯的電滯回線。儲能密度相應的計算公式為[26,27]：==EErUdPEdEEE000)(1-9在公示中，U是聚合物儲能密度，E是施加的外電場，0是真空介電常數(shù)，r是材料自身介電常數(shù)。對于類似聚乙烯或者聚丙烯的線性電介質來說，當施加外電場時，介電損耗非常小，幾乎不存在電滯回線。因為可以視為線性電介質的介電常數(shù)恒定不變，所以線性電介質儲能密度公式可簡化為[28]:2r021=EU1-10此時，電介質的儲能密度和外加電場強度的平方成正比。1.3高介電復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1導電粒子填充聚合物基復合材料目前，制備具有高介電常數(shù)的聚合物復合材料的方法主要有兩種。第一種是將導電納米粒子添加到聚合物中以提高復合材料的介電常數(shù)�；谟鉂B理論[29]，當聚合物基體加入導電納米粒子后，復合材料的介電常數(shù)由于內(nèi)部產(chǎn)生Maxwell-Wagner-Sillars（MWS）作用而顯著增加。微電容理論認為聚合物作為基體時，向其中加入導電粒

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3292596