聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-对硝基偶氮苯胺(PGMA-NBS)/锆钛酸铅(PZT)复合材料的电学性能研究

摘要

本研究采用机械共混和模压法制备了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-对硝基偶氮苯胺(PGMA-NBS)/锆钛酸铅(PZT)介电复合材料,并系统地研究了复合体系组成和微观结构对其介电性能的影响。共混体系为两相结构，随着PGMA-NBS体积含量的增加，孔隙减少，复合体系逐渐趋向均匀。 复合材料的介电常数随频率增大而减小，且PGMA-NBS填充量为16%的样品具有最高的介电常数，这是因为随着聚合物体积含量增加，复合体系逐渐趋向均匀，两相材料界面结合逐渐变好，此时复合体系的微观结构起主导作用。由于聚合物本身的介电常数远低于PZT，因此当聚合物体积含量高于30%时，复合体系介电常数随聚合物体积含量增加而降低。在PZT体积含量高于80%时，聚合物的加入使PZT均相体系逐渐变成PZT和PGMA-NBS两相体系，且由于陶瓷和聚合物的膨胀系数不同，从其SEM电镜照片中可以看到介电复合材料中存在较大的空隙，因此界面损耗增加导致复合体系介电损耗增大，但仍维持在较低水平;当PGMA-NBS体积含量超过30%后，由于聚合物本身的介电损耗远远小于PZT的介电损耗，因而体系介电损耗大幅降低。