PVDF-陶瓷復(fù)合材料介電性能研究.pdf

1、聚偏二氟乙烯（PVDF）是一種化學(xué)性能穩(wěn)定的有機(jī)壓電聚合物，具有耐壓強(qiáng)度高、密度小、柔韌性好、易大面積成膜的優(yōu)點，但是由于PVDF介電常數(shù)偏低，限制了其在儲能電容器方面的應(yīng)用。鐵電陶瓷如鈦酸鋇（BaTiO3）具有較高的介電常數(shù)，將其摻入PVDF可以得到介電常數(shù)較高的PVDF基復(fù)合材料。
　　本論文采用溶液混合法制備了不同體積分?jǐn)?shù)的BaTiO3/PVDF復(fù)合膜，并研究了其微觀結(jié)構(gòu)和介電性能。結(jié)果表明，摻入高介電常數(shù)的BaTiO3陶瓷

2、能有效提高復(fù)合膜的介電常數(shù)，當(dāng)BaTiO3體積分?jǐn)?shù)為40％時，室溫、1 kHz條件下，復(fù)合膜介電常數(shù)提高到24，約為純PVDF介電常數(shù)（εr=7）的三倍，此時復(fù)合膜介電損耗為0.034。
　　為進(jìn)一步提高復(fù)合膜的介電常數(shù)，本文采用固相法和溶膠-凝膠法制備了高介陶瓷鋯鈦酸鋇（BZT）。采用固相法制備了微米級Ba(ZrxTi1-x)O3（x=0.13，0.20，0.25，0.30）陶瓷塊材并測試了其介電常數(shù)和損耗，結(jié)果表明室溫、1 k

3、Hz條件下，四個配方中Ba(Zr0.25Ti0.75)O3介電性能最好。采用溶膠-凝膠法制備了不同粒徑的納米Ba(Zr0.25Ti0.75)O3陶瓷粉體，并使用XRD、SEM對粉體微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。SEM圖顯示900℃、1000℃、1100℃煅燒得到的BZT陶瓷粉體粒徑分別為30 nm、50 nm、60~300 nm。
　　以30 nm BZT為填料，采用溶液混合法制備了不同體積分?jǐn)?shù)的BZT/PVDF復(fù)合膜，并對其微觀結(jié)構(gòu)和介電

4、性能進(jìn)行了表征和測試。SEM圖顯示BZT與PVDF結(jié)合良好，與BT/PVDF復(fù)合膜相比，BZT/PVDF復(fù)合膜致密度大大提高。
　　研究了不同粒徑（30 nm、50 nm、60~300 nm）BZT與PVDF的復(fù)合膜的介電性能。測試結(jié)果表明50 nm BZT與PVDF的復(fù)合膜介電常數(shù)最高，室溫、1 kHz條件下，30 vol%的BZT/PVDF復(fù)合膜介電常數(shù)達(dá)到33，介電損耗為0.0291。
　　為進(jìn)一步提高無機(jī)相與有機(jī)相的