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几种高介电常数复合材料

2012-05-09 19:51阅读:
  1、陶瓷粉末填充聚合物基高介电两相复合材料
  近年来,在这种聚合物基复合电介质材料的研究领域,多是将具有高介电常数的陶瓷微粉作为功能组分,通过特殊的工艺制备这种高介电常数的复合介质材料[22]。对于陶瓷/聚合物高介电复合材料而言,目前人们主要研究了填充量、粉体尺寸及分散性等对复合材料介电性能的影响。研究显示,复合材料介电常数随填充量的增大而增加;填充粉体粒径越大,一方面越容易实现其在聚合物中均匀混合,另一方面随着填充粉体粒径的增大,四方相含量增大,导致复合材料介电常数随粒径的增大而增加;此外,填充粉体分散性越好,与聚合物基体结合得越好,越能极大地减少了填充粉体的团聚,降低了由气孔和溶剂引起的介电常数的下降。
  2、陶瓷一导电填料填充聚合物基高介电三相复合材料
  填充陶瓷和导电组分两种填料时,当复合材料中的导电填料接近渗流闭值时,利用导电填料分散到基体中产生的渗流效应能较大地提高复合材料的介电常数[20,291。例如,党智敏等人[3叼21将镍伽i)、碳纤维(CF)导电相组分和BT铁电相组分同时与PvDF聚合物进行复合,结果发现三相复合材料的介电常数进一步得到较大的提高,在渗流闭值时复合材料的介电常数达到800,是半导体/聚合物二相复合材料在渗流闭值时介电常数的2倍,也比单纯Ni/PVDF复合材料在渗流闭值时的介电常数高。由渗流理论知道对于这种三相复合材料,此时基体可看成介电常数约为30的BT用VDF
  3、双粒径陶瓷填料填充聚合物基高介电复合材料
  以高介电陶瓷与聚合物进行复合形成两相复合材料,可以制备介电常数较高的柔性复合材料。但是,这种方法很难进一步提高复合材料的介电常数,如果通过继续增加陶瓷组分的含量,填充量过高的话,加工性能就会下降,复合材料的柔性以及机械性能等受到很大的影响。因此为了进一步提高复合材料的介电常数,可以通过将不同粒径的陶瓷填料同时填充入聚合物基体中,由于小粒径的陶瓷可以填入大粒径陶瓷的空隙之中,使陶瓷颗粒在聚合物基体中的填充更加紧密,这样与单粒径填充相比,可以在同样的填充量下得到更加高的填充密度并提高了介电常数
  4、全
有机高介电复合材料
  研究结果表明,将具有高介电常数的有机填料分散到一种电致伸缩聚合物基体中,可使复合材料在保持基体柔性的基础上同时具有较高的介电常数。美国宾州州立大学的zhang等人[40]最近的研究表明,将一种具有高介电常数的金属配位有机化合物铜酞著(cuPc)与P(vDF~TrFE)复合,材料在13V/娜的电场激励下材料的形变达到2.0%的水平,材料的介电常数也达到400以上。复合材料具有和聚合物基体相同的弹性模量,并保持基体的柔性。这种全有机的电活性复合材料可以用作人工肌肉,药物释放的“智能外衣”以及用于药物释放的微循环体系。他们还将导电聚苯胺(PANI)粒子(介电常数>105)与P(vDF一TrFE一cTFE)三聚物熔融法复合(23vol%),可得到全有机高介电弛豫复合材料,其介电常数可高达2000以上,这种复合材料在接近渗流阂值时仍能保持较高的击穿电场强度。同时,PANI的弹性模量较低(~2.3GPa),

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