高介電聚合物薄膜制備及其介電性能研究.pdf

1、由于資源的日益匱乏，人類對(duì)資源的利用、儲(chǔ)存的效率都有更高的要求，因此相關(guān)領(lǐng)域的研究備受重視。高儲(chǔ)能密度電容器是電子電力行業(yè)中最重要的儲(chǔ)能類元件之一，而儲(chǔ)能類電容器中的高介電薄膜層更是直接影響儲(chǔ)能電容器性質(zhì)的關(guān)鍵。本論文采用溶液流延法制備高介電PVDF薄膜以及3PVDF/納米BaTiO復(fù)合薄膜，通過表面形貌，結(jié)晶情況，熱穩(wěn)定性以及介電性能幾個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)薄膜特性。
　　運(yùn)用溶液流延法制備了不同濃度，不同厚度的PVDF薄膜，利用阻抗分

2、析儀和耐壓測試儀分析薄膜的三項(xiàng)介電指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PVDF濃度達(dá)到6 wt％時(shí)，所得薄膜的介電常數(shù)達(dá)到最大值為9.37，濃度達(dá)到8 wt%時(shí)，損耗最小為0.02，同時(shí)擊穿場強(qiáng)達(dá)到最大值53V/μm，綜合判斷選定8 wt%作為PVDF薄膜的最佳濃度；分析8 wt%濃度的PVDF薄膜的表面形貌，結(jié)晶情況以及熱穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)其溶液流延法制得的PVDF薄膜中結(jié)晶區(qū)與非晶區(qū)共存，且存在的晶型主要是無極性的α晶型，熱分解溫度為440℃；研究薄膜厚度對(duì)PV

3、DF薄膜性能的影響，發(fā)現(xiàn)其介電常數(shù)，損耗以及擊穿場強(qiáng)均隨著薄膜厚度的減小而增大，10μm時(shí)三項(xiàng)指標(biāo)分別為10.04，0.024，76 V/μm；選取8 wt%濃度的PVDF厚膜進(jìn)行拉伸調(diào)制，發(fā)現(xiàn)較未拉伸的PVDF薄膜的介電常數(shù)9.21提高了9.88%達(dá)到10.12；損耗為0.018，較未拉伸的PVDF薄膜損耗0.021亦有所降低，測試擊穿電壓為44 V/?m較未拉伸的PVDF薄膜的53 V/?m下降了16.98%。
　　通過溶液流

4、延法制備3PVDF/納米BaTiO復(fù)合薄膜，研究復(fù)合薄膜的相關(guān)性能，復(fù)合薄膜體系的介電常數(shù)隨著薄膜中3納米BaTiO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大，3納米BaTiO占30 wt%時(shí)，介電常數(shù)增大到32.41較純PVDF薄膜增大了250%；介電損耗在納米BaTiO3占30 wt%質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)也迅速增大到了0.082；擊穿場強(qiáng)則隨著納米 BaTiO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大經(jīng)歷了一個(gè)先增大在減小的過程，納米 BaTiO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 wt%時(shí)，擊穿場強(qiáng)達(dá)到了7