3-氨基丙基三乙氧基硅烷交联的铌酸锂/聚偏氟乙烯复合物薄膜的制备与性能研究（英文）

通过溶液浇铸法制备了经硅烷偶联剂3-氨丙基三乙基硅烷交联的铌酸锂/聚偏氟乙烯(LiNiO_3/PVDF)复合薄膜。对复合薄膜进行了IR、XRD、TG、DSC、SEM、介电和铁电性能测试。结果表明,不溶性LiNiO_3颗粒能够被均匀分散到PVDF基质当中,形成β型晶相为主的复合物薄膜,没有产生明显的团聚现象。复合物薄膜的结晶度和β型晶相含量可以在一定范围内随LiNiO_3掺杂量的增加而增加。LiNiO_3/PVDF复合薄膜显示出了较高的介电常数和相对较低的介电损耗。介电常数和介电损耗都随着LiNiO_3含量不断增加而增加,并且具有明显的频率依赖特性。铌酸锂/聚偏氟乙烯(LiNiO_3/PVDF)复合薄膜也表现出比纯PVDF更好的铁电性能。本研究提供了一种制备具有良好分散特性的PVDF-陶瓷复合物薄膜的有效方法。     

四氧化三铁负载石墨烯/聚偏氟乙烯复合电介质材料的温敏极化特性

将水热合成四氧化三铁负载的石墨烯(rGO/Fe_3O_4)引入到聚偏氟乙烯(PVDF)基体中,制备三元复合电介质材料(rGO/Fe_3O_4/PVDF).利用SEM、TEM、XRD、阻抗分析仪等测试手段对复合材料的形貌、结构、介电性能进行了表征,着重研究了材料在不同温度下的介电性能及极化特性.结果表明,Fe_3O_4的存在有效促进了石墨烯的分散,协同增强了PVDF电介质的介电性能.此外,复合材料的表面极化表现出了很强的温度依赖性,其介电常数随着温度升高而增大,尤其在玻璃化转变温度和熔点附近,材料表现出较大的介电松弛.     

3-氨基丙基三乙氧基硅烷交联的铌酸锂/聚偏氟乙烯复合物薄膜的制备与性能研究

通过溶液浇铸法制备了经硅烷偶联剂3-氨丙基三乙基硅烷交联的铌酸锂/聚偏氟乙烯（LiNiO₃/PVDF）复合薄膜。对复合薄膜进行了IR、XRD、TG、DSC、SEM、介电和铁电性能测试。结果表明,不溶性LiNiO₃颗粒能够被均匀分散到PVDF基质当中,形成β型晶相为主的复合物薄膜,没有产生明显的团聚现象。复合物薄膜的结晶度和β型晶相含量可以在一定范围内随LiNiO₃掺杂量的增加而增加。LiNiO₃/PVDF复合薄膜显示出了较高的介电常数和相对较低的介电损耗。介电常数和介电损耗都随着LiNiO₃含量不断增加而增加,并且具有明显的频率依赖特性。铌酸锂/聚偏氟乙烯（LiNiO₃/PVDF）复合薄膜也表现出比纯PVDF更好的铁电性能。本研究提供了一种制备具有良好分散特性的PVDF-陶瓷复合物薄膜的有效方法。     

三明治结构PVDF电介质材料的设计及性能研究

实验将MXene/PVDF(聚偏氟乙烯)(A)作为介电增强相,将BN(氮化硼)/PVDF(B)作为击穿增强相,交替涂膜制成三明治(ABA型)结构PVDF复合电介质材料。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)对复合电介质薄膜的结构、形貌以及填料的分散状态进行了表征,并着重研究了材料的介电性能及储能特性。结果表明:三明治结构电介质材料能协调介电与击穿之间的矛盾,起到协同增强电介质材料储能密度的效果。其中,A_(2.5)B_2A_(2.5)型PVDF复合电介质材料的介电常数达25.1(100Hz下),是纯PVDF的2.5倍,介电损耗仍保持较低水平(tanδ=0.03);此外,与MXene/PVDF 2.5wt%单层膜相比,其击穿强度提升了2倍(110.28MV·m~(-1)),储能密度提高了201%(1.35J·cm~(-3))。     

微米CaCu_3Ti_4O_(12)对PVDF复合材料的微结构与介电性的影响

通过溶胶凝胶—燃烧法制备CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)微米颗粒,并通过溶液涂覆法制备CCTO/PVDF微米复合材料。利用XRD和DSC对CCTO/PVDF复合薄膜样本进行物相分析和热分析,研究CCTO添加剂对PVDF材料的微结构与介电性能的影响。XRD分析表明,CCTO微米颗粒破坏PVDF的分子链结构,从而形成CCTO和PVDF两相复合体系,且CCTO相结构保持良好。DSC分析表明,CCTO微米颗粒略提高PVDF的熔融温度(166. 2℃)而降低其结晶程度。介电谱测试结果表明,CCTO微米颗粒显著增强PVDF的介电常数。CCTO/PVDF-15vol.%复合材料的介电常数为13. 5(100Hz),是纯PVDF的1. 69倍,并且保持较低的介电损耗(0. 04)和电导率(3. 01×10-11S/cm)。     

高压电性能和介电性能0-3型PZT/PVDF压电复合陶瓷的制备

实验采用固相法合成性能良好的PbZr_(0.52)T_(0.48)O_3(PZT)陶瓷粉末,通过常压和热压工艺制备0-3型PZT/PVDF(偏聚氟乙烯)压电复合材料,研究了常压和热压工艺、PVDF所占体积分数和极化条件(时间、电场强度)等因素对复合陶瓷压电和介电性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、阻抗分析仪等表征样品的显微结构和电性能。结果表明:最佳极化条件为极化时间30 min,极化强度7 k V/mm,采用热压工艺制备的复合陶瓷性能更佳;当PVDF体积分数为10%时,PZT/PVDF压电复合材料的性能最佳,其介电损耗低至1.7%,相对介电常数为191,压电常数为42 p C/N。     

高储能密度钛酸钡基复合材料

 高介电常数介电材料在储能方面的特殊作用使其在电工、电子技术领域有着重要的应用。随着电子工业的发展,高储能密度介电材料受到越来越多的关注,出现了一些新型的高储能密度介电材料。高储能密度介电材料具有高的介电常数和击穿强度,其发展的关键是提高储能密度。本文对近年来高储能密度介电材料的研究发展进行了概述,主要讨论了通过对钛酸钡的改性(即掺杂改性、表面包覆改性和复合材料制备)来提高介电材料的储能密度。分析了钛酸钡/聚合物复合材料的制备方法及其介电性能的影响因素,其中,陶瓷填料和聚合物基体2相界面的相容性是复合材料介电性能的重要影响因素。同时,指出了解决BaTiO₃粒子在聚合物基体中的分散问题、填料和聚合物基体的选择以及制备过程中工艺条件的控制都是研究兼具高介电强度和高介电常数复合材料的发展方向。     

BST/MgO复合陶瓷的结构和介电性能

采用陶瓷烧结工艺制备了BST/MgO复合陶瓷,研究了不同MgO含量对材料微观结构和介电性能的影响.实验结果表明:BST/MgO复合陶瓷中只存在BST和MgO两相,Mg元素大部分以MgO独立相的形式存在,少部分固溶到BST晶格中;加入MgO有细化晶粒的作用,使晶粒大小更均匀;BST/MgO复合陶瓷比纯BST的相对介电常数和介电损耗均有明显下降,随着MgO质量分数的增加,相对介电常数下降,介电损耗略有增加.当频率为1 MHz,MgO质量分数为20%时,相对介电常数和损耗分别为315和0.004 8.     

碳纳米管/聚偏氟乙烯复合材料的制备及其介电性能

作者研究了未经处理的多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯(MWNT/PVDF)复合材料体系的介电性能发现,在低频下,复合材料的介电常数随MWNT的含量增加而迅速增加,当体积分数为2.0%时,介电常数高达300左右,并且复合材料的渗流阈值仅为1.61%.MWNT较大的长径比和较高的电导率导致复合体系渗流阈值较低.发生渗流效应时,复合材料的介电损耗低于0.4,与频率无关.因此,可以认为未经过化学处理的碳纳米管可以大幅度地改善PVDF基复合材料的介电性能.     

亚微米Zn粉PVDF复合材料的湿法制备与电性能研究

利用湿法混合-泼膜干燥和水沉淀两种工艺制备了亚微米Zn粉/聚偏氟乙烯(PVDF)复合材料,对其氧化度、导电、介电性能进行了研究.结果表明,两种方法所制备的复合材料中Zn颗粒分布均匀,但水沉淀法制备的复合材料中锌颗粒氧化严重.复合材料导电性符合GEM方程.水沉淀法制备的复合材料由于Zn颗粒的表面氧化,使得材料电阻率在Zn含量较高时仍很高.复合材料由于渗流效应,具有较高的介电系数(ε＞170).     

液固混合烧结制备渗流型镍锌铁氧体/钛酸钡复相陶瓷

利用自燃烧法制备Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体,利用溶胶凝胶法配制BaTiO3溶胶,通过BaTiO3溶胶混合Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体烧结制备得到xNi0.5Zn0.5Fe2O4/(1-x)BaTiO3复合粉体,再将其压成片状或环状后,在不同温度下成功烧结制备了渗流型复相陶瓷.研究了xNi0.5Zn0.5Fe2O4/(1-x)BaTiO3中镍锌铁氧体的摩尔分数x对陶瓷介电性能和磁性能的影响,结果表明:当x≤0.5时,复合体系与传统渗流型复合材料相似,介电常数随着x的增加呈指数性增长;当x0.5时,复相陶瓷在低频下的介电常数基本上不随x变化而变化,稳定在10 kF/m左右;随着x从0.5增加到0.9,磁导率可从5 H/m升高至18 H/m.很明显,利用液固混合烧结方法,可以制备得到一种同时具有高介电常数和一定磁导率的复相陶瓷.     

CeO2掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3压电陶瓷的电子性能与微观结构

采用传统陶瓷工艺制备了CeO2掺杂(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(缩写为 BNBT6)无铅压电陶瓷.研究了CeO2掺杂量(0～1.0wt%)对BNBT6陶瓷的密度、相结构、微观结构及介电与压电性能的影响.XRD表明,CeO2掺杂量在0～1.0%wt之间变化,没有改变BNBT6陶瓷纯的钙钛矿结构.SEM表明,少量的CeO2掺杂,改变了陶瓷的微观结构.介电温谱表明,随着CeO2掺杂量的增加,铁电相向反铁电相转变温度(Td)降低. 室温下,CeO2掺杂量为0.4wt%时,BNBT6陶瓷样品有很好的性能:密度为5.836g/cm3,压电常数为136pC/N,平面机电藕合系数为30.3%, 相对介电常数为891, 介电损耗为0.0185.     

PZT/PVDF柔性复合材料用于ISM天线研究

采用溶液混合法制备PZT/PVDF (Pb (Zr_xTi_1-x) O₃/Polyvinylidene Fluoride) 复合材料.对复合材料的介电特性和介质损耗特性进行了测试,设计了用于ISM波段的复合材料微带天线,由于复合材料具备高介电常数、低损耗和柔性的特点,实现了天线的小型化,并应用于高速公路自动收费系统.     

Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO/Mg2SiO4复相陶瓷的制备与介电可调性能

采用标准电子陶瓷工艺,制备了Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO/Mg2SiO4复相陶瓷(MgO和Mg2SiO4按相同重量加入),研究了MgO和Mg2SiO4含量对复相陶瓷微观结构、介电性能及介电可调性的影响.结果表明,随着MgO和Mg2SiO4含量的增加,陶瓷的晶粒尺寸略有增大,低频(100 kHz)介电常数、介电损耗、介电可调度和介电常数温度系数降低.随着偏置电场的增强,介电常数降低,介电损耗变化不大(均在10-3量级).当MgO和Mg2SiO4的百分含量均为30%时,获得了室温介电常数为101.6、介电损耗为0.0017及1.79 kV/mm偏置电场下介电可调度为12.19%、介电常数温度系数为0.009℃-1的介电性能.     

碳纳米管/氮化硼/聚偏氟乙烯三相复合材料的制备及其介电性能

以聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)为基体,氮化硼(boron nitride,BN)和羟基化多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNT)为填料,采用溶液共混法制备MWCNT/BN/PVDF三相复合材料,分别采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和...     

CaCu_3Ti_4O_(12)/P(VDF-TrFE)复合材料的制备和介电性能研究

采用固相法制备了微米级CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)粉体,将CCTO粉体作为填料与P(VDF-TrFE)(摩尔比为70/30)共聚物进行热压复合,主要研究了热压温度和CCTO填料含量对CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料的微结构和介电性能的影响。CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料中CCTO粉体较均匀地分散于P(VDF-TrFE)共聚物中,形成0-3型复合。随着热压温度的升高,P(VDF-TrFE)基体对CCTO陶瓷颗粒的包覆性增强,结合更紧密。随着CCTO体积分数的增加,CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料的介电常数和介电损耗都有所增大,主要分别源于界面极化和填料自身较高的介电损耗。随着热压温度的升高,CCTO添料与P(VDFTrFE)共聚物结合更紧密,界面缺陷减少,复合材料的介电常数逐渐增大。而其介电损耗在一定的频率范围内随热压温度的升高变化不大。当CCTO体积分数为50%、热压温度为140℃时,CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料介电性能最优。不同的复合材料介电理论模型对比表明,Yamada模型与实验数值重合度最高,可有效地预测CCTO/P(VDF-TrFE)复合材料的介电增强现象。     

助烧剂CuAlO2掺杂(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷的微观形貌及介电性能研究

目的以偏铝酸亚铜(CuAlO_2简称CA)为助烧剂对铌酸钾钠陶瓷(KNN)进行烧结特性改善并研究掺杂陶瓷的微观结构及介电性能。方法采用传统固相法制备了不同含量CA助烧剂作为第二组元的掺杂铌酸钾钠陶瓷。结果 XRD结果表明烧结温度为1 085℃时KNN-xCA陶瓷样品具有正交相钙钛矿结构;SEM结果表明CuAlO_2助烧剂抑制KNN陶瓷晶粒生长,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA陶瓷晶粒均匀。在20~500℃温度范围内,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA样品的介电损耗较小(≤5%),介电常数较大(≥1 000),介电温度变化率较小,介电性能最佳。结论不同含量的偏铝酸亚铜(CuAlO2)掺杂改善了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xCuAlO_2(KNN-xCA,x=0.005,0.010,0.015,0.020)陶瓷的烧结性能,微观形貌及介电性能。     

Zr掺杂对CaCu_3Ti_4O_(12)陶瓷介电性能的影响

通过溶胶凝胶-燃烧法制备了一系列不同比例Zr掺杂改性的Ca Cu3Ti4-xZrxO12陶瓷,利用X-射线衍射仪和宽频介电谱分析仪对陶瓷样本进行微结构表征和介电性能分析,研究不同浓度Zr元素对钛酸铜钙陶瓷电介质的介电性能的影响。结果表明,1050℃晶化处理的陶瓷具有典型钙钛矿晶体结构,纯度高,无杂相成分,并且Zr掺杂未改变陶瓷晶体结构。改性后Ca Cu3Ti4-xZrxO12陶瓷的介电常数保持104数量级以上,具有宽频(100Hz¹MHz)稳定性,且在常温下发生低频介电松弛响应。当x=0.1时,陶瓷的介电常数在10Hz频率下高达1.57×105。Zr取代Ti位能有效降低陶瓷的高频介质损耗和电导率,并随着掺杂浓度的增加出现先减小后增加的变化。当x=0.01时,改性陶瓷具有最低的介质损耗值0.076。     

双层钛酸锶钡陶瓷的制备与研究

采用固相法分别制备施主掺杂陶瓷、受主掺杂陶瓷及双层钛酸锶钡陶瓷.施主掺杂选择呈现明显半导化的0.15%(摩尔比,下同)的La2O3;受主掺杂选择铁电性的0.15%的Fe2O3.XRD测试表明多种复合粉体均为钙钛矿结构;SEM结果显示:制备的双层钛酸锶钡陶瓷整体致密度较高,层间存在厚度接近30μm的过渡区域.介电温谱测试表明:掺La3+与掺Fe3+的介电峰分别在温度10℃和80℃处,双层钛酸锶钡陶瓷的介电常数在10~80℃温度区间明显平滑,介电常数和介电损耗均与电容串联模型的计算结果十分吻合.此双层复合方法提供制备高温度稳定性和功能复合陶瓷的有效实验手段.     

微量Sc和Zr对Al-Mg合金晶粒细化作用的电子结构分析

运用固体经验电子理论（EET），对掺微量Sc和Zr的Al-Mg合金的介电子结构进行计算。结果表明：Zr,Sc与Al原子存在强烈的相互作用，形成Al-Zr,Al-Sc,Al-Zr-Sc偏聚区，Al-Zr-Sc原子的强烈偏聚易形成Al3(Zr,Sc1-x)复合相粒子，对基体晶粒起到强烈的晶粒细化作用。