基于微波技術(shù)的高介電常數(shù)導(dǎo)體-聚合物復(fù)合材料的研究.pdf

1、高介電常數(shù)（高K值）聚合物基復(fù)合材料在信息、電子、微機(jī)電和生物工程等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的高K值聚合物基復(fù)合材料的制備方法多集中在對功能體的改性上，這一類方法雖然對復(fù)合材料的功能體的分散性有一定改善，但是也會對功能體的結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞從而影響其電性能。如何在制備高K值聚合物基復(fù)合材料時，既不破壞功能體的電性能又可以使功能體在基體中獲得良好的分散性，最終是復(fù)合材料獲得優(yōu)異的介電性能是行業(yè)內(nèi)亟待解決的問題。
　　

2、 本文從改變復(fù)合材料制備工藝入手，分別以多壁碳納米管（MWCNTs），膨脹石墨(EG)為功能體，以性能優(yōu)異的熱固性樹脂環(huán)氧樹脂為基體，采用微波輻照技術(shù)和傳統(tǒng)熱固化制備了碳納米管/環(huán)氧樹脂和膨脹石墨/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的制備工藝與復(fù)合材料介電性能的關(guān)系，探討了如何通過工藝的改變實(shí)現(xiàn)控制復(fù)合材料介電性能的技術(shù)方法。研究工作主要包括三個方面。
　　 首先，以碳納米管為功能體，環(huán)氧樹脂為基體，分別采用微波輻照技術(shù)和傳統(tǒng)

3、熱固化制備了m-MWCNT/EP和t-MWCNT/EP復(fù)合材料，重點(diǎn)探討了微波固化和熱固化兩種工藝對復(fù)合材料介電性能的影響。研究表明微波固化工藝制備的復(fù)合材料相對于熱固化工藝制備的復(fù)合材料具有更高的介電常數(shù)和更低的介電損耗，例如在體積分?jǐn)?shù)0.4％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.69%）時，微波固化的復(fù)合材料約為熱固化的2.5倍而其介電損耗只有熱固化制得的復(fù)合材料相應(yīng)值的1/20。
　　 其次，以環(huán)氧樹脂為基體，以EG為功能體，分別分別采用微波輻照

4、技術(shù)和傳統(tǒng)熱固化制備了m-EG/EP和t-EG/EP復(fù)合材料，重點(diǎn)探討了兩種制備工藝對復(fù)合材料介電性能的影響，同時也通過動態(tài)熱力學(xué)分析(DMA)系統(tǒng)的研究了復(fù)合材料的熱性能，研究表明微波固化制備的復(fù)合材料不但具有更高的介電常數(shù)和更低的介電損耗，而且還具有更好的熱性能。
　　 最后在不引入溶劑的前提下，利用抽真空技術(shù)與微波固化相結(jié)合的新工藝制備了new-EG/EP復(fù)合材料。同時采用掃描電子顯微鏡對復(fù)合材料的斷面形貌觀察，結(jié)果表明，

5、新工藝制備的復(fù)合材料EG具有最優(yōu)的分散性，從而獲得更好的介電性能。
　　 綜上所述，本論文取得的創(chuàng)新成果主要有：首次討論了微波固化工藝和熱固化工藝對MWCNT/EP復(fù)合材料介電性能的影響。首次采用微波固化技術(shù)制備了m-EG/EP復(fù)合材料并討論其獨(dú)特的介電性能。首次在不引入溶劑的前提下，利用抽真空技術(shù)與微波固化相結(jié)合的新工藝制備了new-EG/EP復(fù)合材料，并系統(tǒng)的討論了其介電性能。證明了微波固化制備工藝對材料介電性能有著極大的影