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。     

钛酸铋钠基陶瓷及其复合薄膜的制备与介电性能

采用固相法制备处于准同型相界附近的钛酸铋钠基(BNT(陶瓷0.88Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-0.06BaTiO_3-0.06SrTi_(0.875)Nb_(0.1)O_(3 )(BNBT-STN),研究了其相结构、微观形貌和介电响应。材料形成均一的固溶体并表现出赝立方结构,通过修正的居里外斯公式拟合材料具有典型介电弛豫体特征。进一步,以柔性聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,BNBT-STN陶瓷颗粒为填充相,采用匀胶旋涂法制备了BNT/PVDF复合薄膜。扫描电镜表明纳米颗粒陶瓷填粉均匀分散在孔隙率很小的聚偏聚氟乙烯基体中,BNT和PVDF的界面通过BNT颗粒表面羟基中的H原子和PVDF的F原子以氢键结合。介电频谱揭示BNT/PVDF复合材料的介电常数和损耗随着频率的增加而下降。随着BNBT-STN含量增加,BNT/PVDF膜的介电常数线性增加,而介电损耗表现出先增加后减小的趋势。当复合量为40vol%时,材料的介电常数提高到47,同时损耗大幅度降低,表明BNT基复合PVDF材料在柔性电容应用上具有很大的潜力。     

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.     

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.     

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))。     

聚偏氟乙烯/偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物的共混相容性及结晶性

将聚偏氟乙烯(PVDF)颗粒与偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物(P(VDF-CTFE))物理共混后采用溶液浇注的方法制备成共混薄膜.通过差示扫描量热仪、X线衍射、傅里叶变换红外光谱和扫描电镜等方法对PVDF/P(VDF-CTFE)共混薄膜的相容性、结晶行为及表面形貌进行分析.研究结果表明:PVDF/P(VDF-CTFE)体系中P(VDF-CTFE)作为一种无规共聚物在与PVDF共混时有一定的相容性,影响着PVDF的结晶-熔融热力学特征;PVDF/P(VDF-CTFE)共混结晶时,P(VDF-CTFE)的存在有利于形成β型晶体;PVDF均匀地分散在P(VDF-CTFE)相中,而且随着PVDF含量的减少,分散点的PVDF球晶数量越少.     

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。     

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)。     

铁氧体-超导体-聚偏氟乙烯复合材料的微波电磁特性

用传输式谐振腔法测量了Li-铁氧体/Bi-Sr-Ca-Cu-O-超导体/聚偏氟乙烯三元复合材料的微波(8-11GHz)复数介电常数和磁导率。复合材料的介电常数和磁导率符合对数加和规律。Bi系高温超导体的加入使复合材料的介电损耗提高了一个数量级。     

Mn掺杂PBST薄膜的溶胶-凝胶工艺制备及介电调谐性能

采用溶胶-凝胶工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Mn掺杂的钛酸锶铅钡PBST铁电薄膜.探讨了掺杂后PBST薄膜的微观结构及其铁介电性能.实验结果表明:随着Mn的掺杂量的增加,PBST薄膜的晶化质量变好,介电常数、介电损耗和调谐量均有减小的趋势,其优值因子有显著的提高.在测定频率为1 MHz下,掺杂后的PBST薄膜介电常数和介电损耗呈下降趋势,薄膜的介电常数从未掺杂的1 250降低至掺杂后的610,同时介电损耗由0.095减小到0.033,当Mn为J4 mol％时,有最小的介电损耗0.033,虽然调谐量不是最高的,但有最大的优值因子(FOM),其微波介电综合性能有所改善.     

Ar/O_2对磁控溅射法制备Bi_(1.5)MgNb_(1.5)O_7薄膜结构与性能的影响

采用射频磁控溅射法在不同Ar/O2流速比下制备铌镁酸铋(Bi1.5MgNb1.5O7,BMN)薄膜。通过X线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和阻抗分析仪分别对薄膜的相结构、表面形貌和介电性能进行表征。结果表明:经过700℃O2气氛下退火处理,BMN薄膜形成立方焦绿石单相结构。当Ar/O2流速比为2∶1时溅射薄膜的表面粗糙度较小,漏电流较低,具有高的介电常数、低的介电损耗(1 MHz的测试频率下介电常数和介电损耗分别为158和0.4%),并且在0.8 MV/cm的外加电场下介电可调率和优质因子分别为16.4%和36。     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

Nb掺杂对Bi_(3.25)La_(0.75)Ti_3O_(12)薄膜微观结构与性能的影响

采用Sol-gel法在p-Si和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi3.25La0.75Ti3-xNbxO12(BLTN)铁电薄膜,研究了Nb掺杂量对薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响。结果表明:650℃退火处理的BLTN薄膜具有单一的层状钙钛矿结构,表面平整致密,且为随机取向;Nb掺杂量x在0.06的BLTN薄膜介电与铁电性能优良,剩余极化Pr和Ec分别为21.6μC/cm2和96.8kV/cm,室温下,在测试频率为10kHz时,薄膜的介电常数为386,介电损耗为0.69%。     

聚碳酸酯对聚偏氟乙烯结构和结晶行为的影响

通过熔融共混法制备聚偏氟乙烯/聚碳酸酯(PVDF/PC)共混物,采用X线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪 (DSC)表征共混物的结构、熔融和结晶行为.考察不同聚碳酸酯含量对聚偏氟乙烯晶体结构、熔点以及晶体完善程度等的影响.同时通过Avrami方程和结晶速率系数的研究,探讨PC对PVDF非等温结晶动力学的影响.研究结果表明:PC的掺杂没有改变PVDF的晶体结构,但是高PC质量分数(70%以上)却不利于PVDF晶体的生成;随着PC质量分数的增加,生成的PVDF晶体完善程度逐渐降低;当PC质量分数在70%以下时,PC起到类似成核剂作用,提高PVDF结晶速率.     

聚偏氟乙烯—六氟丙烯高分子隔膜的制备及其在锂离子电池中的应用

通过非溶剂致相分离工艺制备聚偏氟乙烯—六氟丙烯高分子隔膜,以磷酸铁锂为正极,金属锂为负极,组装锂离子电池.通过制备不同厚度的隔膜,组装出锂离子电池并进行性能测试,对聚偏氟乙烯—六氟丙烯隔膜进行结构和性能优化.经过结构和性能参数对比,得到适用于锂离子电池聚偏氟乙烯—六氟丙烯隔膜的最佳厚度.     

TiO2／PVDF复合膜的制备及表征

本文报导了用干一湿法制备的TiO2/PVDF中空纤维复合膜。该复合膜是将纳米级TiO2颗粒填充到聚偏氟乙烯中制成的。对该复合膜的水通量、孔径、截留率等进行了测试并且将其与未添加纳米粒子的聚偏氟乙烯中空纤维膜进行比较,从而体现复合膜的优良性能。     

纳米氧化钛粒子对PVDF中空纤维膜的改性

本文报导了用干-湿法制备的TiO2/PVDF中空纤维复合膜。该复合膜是将纳米级TiO2颗粒填充到聚偏氟乙烯中制成的。对该复合膜的水通量、孔径、截留率等进行了测试并且将其与未添加纳米粒子的聚偏氟乙烯中空纤维膜进行比较,从而体现复合膜的优良性能。     

聚苯胺—碳复合电极材料研究

采用吸附聚合法制备聚苯胺－碳复合粉料，用涂覆法制备大面积、可卷绕的聚苯胺－碳－聚偏氟乙烯复合阴极膜作为锂二次电池的阴极活性材料。研究了试验电池的工艺特点和放电特性。     

聚苯胺－碳复合电极材料研究

采用吸附聚合法制备聚苯胺－碳复合粉料，用涂覆法制备大面积、可卷绕的聚苯胺－碳－聚偏氟乙烯复合阴极膜作为锂二次电池的阴极活性材料．研究了试验电池的工艺特点和放电特性．