聚丙烯/SiO2及聚偏氟乙烯/改性BaTiO3介电复合材料

摘要

以非晶相SiO2、方石英相、石英相三种不同的SiO2为无机填充物，采用热压法制备了聚丙烯(PP)/SiO2复合材料，并对其形貌、密度、热膨胀性能和微波介电性能进行了研究。当SiO2的体积分数由0增至0.6时，对于三种复合材料体系而言，其致密度下降，热膨胀系数降低，介电常数和介电损耗增加，谐振频率温度系数降低。PP/方石英及PP/石英的综合性能明显优于PP/非晶SiO2复合材料，这是由于非晶SiO2原料粉末中存在含有大量气孔的纳米团聚粒子，使得以非晶相SiO2为填充物的复合材料致密度较低。当方石英或石英的体积分数为0.5时，复合材料得到了较好的综合性能，分别为:相对介电常数εr=2.85，介电损耗tanδ=0.0024(15GHz下)，谐振频率温度系数τf=16ppm/℃，热膨胀系数CTE=75ppm/℃及εr=3.11，tanδ=0.0026（15GHz下），τf=19ppm/℃，CTE=96ppm/℃。将气孔作为额外的相考虑，对传统的复合材料介电常数模型进行了改进，改进的并联模型得到的理论值与实验值吻合较好。
　　通过热压法制备得到以改性BaTiO3填充PVDF的高分子基介电复合材料，并对其性能进行了表征。实验结果表明，复合材料体系的致密度随着改性BaTiO3体积分数的增大而下降。在1kHz下，各成分材料的介电常数在室温附近有较好的温度稳定性，且介电常数随着改性BaTiO3体积分数的增大而增大，但在体积分数为0.6时反而下降。在复合材料体系的介电损耗温谱上，有两个损耗峰。经过分析可知，低温下的介电损耗峰为PVDF的β转变峰，存在介电弛豫现象，符合Vogel-Fulcher公式;而高温下的介电损耗峰，随着BTO体积分数的增大，介电弛豫现象变得越来越不明显。对于体积分数小于0.4的复合材料的介电弛豫与Arrhenius公式符合较好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 介电材料

1．1．2 介电响应原理

1．2 微波介质材料

1．2．1 微波介质材料性能参数

1．2．2 微波介质材料性能评价方法

1．2．3 微波介质材料的分类

1．2．4 微波基板材料

1．2．5 高分子基复合微波介质材料

1．3 用于电容器的高介电常数材料

1．3．1 高介电材料性能表征参数

1．3．2 高介电常数材料分类

1．3．2 高分子基高介电复合材料

1．4 课题的提出与研究内容

第二章 聚丙烯／SiO2复合材料的微波介电性能

2．1 前言

2．2 试样制备与测试

2．2．1 试样制备

2．2．2 试样密度测量

2．2．3 相组成、粒度分析和微结构分析

2．2．4 热膨胀性能评价

2．2．5 微波介电性能评价

2．3 实验结果讨论

2．3．1 热压特性、相组成和微结构分析

2．3．2 热膨胀性能

2．3．2 微波介电性能

2．3．3 介电常数模拟分析

2．4 小结

第三章 聚偏氟乙烯-改性钛酸钡复合材料的介电性能

3．1 前言

3．2 试样制备与测试

3．2．1 试样制备

3．2．2 试样密度测量

3．2．3 微结构分析

3．2．4 介电性能评价

3．3 实验结果讨论

3．3．1 热压特性和微结构分析

3．3．2 介电性能

3．4 小结

总结

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士期间发表的学术论文及取得的其他科研成果