钛酸钡/聚苯乙烯高介电复合材料的制备及介电性能研究

摘要

目前，随着电子工业和电子技术的飞速发展，对电容器材料提出了更高的要求。电子电容器件的小型化、多功能化要求介质材料不仅需要具有高的介电常数，而且必须具备优良的加工性能。高介电的陶瓷/聚合物复合材料是满足上述要求的理想选择，因此这类材料在电子工业领域具有很广泛的应用前景。同时，研究高介电常数的陶瓷/聚合物复合材料也具有很重要的意义。 本论文所研究的高介电陶瓷/聚合物复合材料是以聚苯乙烯(PS)为基体材料，以钛酸钡(BaTiO<,3>)为高介电填充组分，通过不同的制备工艺得到了BaTiO<,3>/PS复合材料。结果表明：复合材料的制备工艺和BaTiO<,3>颗粒尺寸对其介电性能有显著的影响。我们分别采用球磨干混法和溶液混合法制备了BaTiO<,3>/PS复合材料，测试结果发现两种工艺得到的样品的介电常数随填充陶瓷的含量以及测试频率的改变具有相似的变化规律，但采用溶液混合法制备得到的样品的介电常数要明显高于干混法的。由于填充陶瓷的粒径变化会导致陶瓷晶相的改变，因此陶瓷粒径会对复合材料的介电性能早成很大的影响。研究结果为陶瓷/聚合物基高介电复合材料的应用奠定了一定的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪言

1.1电介质材料

1.1.1电介质的极化

1.1.2电介质性能的表征

1.2聚合物基高介电复合材料理论模型

1.2.1陶瓷/聚合物复合材料的两相模型

1.2.2陶瓷/聚合物复合材料的三相模型

1.3陶瓷/聚合物高介电复合材料介电性能的影响因素

1.3.1与陶瓷体积分数的关系

1.3.2与陶瓷颗粒大小的关系

1.3.3与辐射效应的关系

1.3.4与频率温度的关系

1.4陶瓷/聚合物高介电复合材料的获得途径

1.4.1原材料的选择

1.4.2复合材料体系的选择

1.4.3复合材料制备工艺

1.5课题的提出及其意义

1.6本论文研究的主要内容

第二章材料的选择、制备和测试的基本方法

2.1材料的选择

2.1.1陶瓷材料的选择

2.1.2聚合物基体相的选择

2.2所用材料的基本性质

2.2.1 BaTiO3的介电性能

2.2.2 PS的介电性能

2.3样品制备流程

2.4性能测试及表征

2.4.1介电常数的测试方法

2.4.2所用到测试仪器的名称、型号以及生产厂家

第三章干混法制备BaTiO3/PS纳米复合材料及其性能表征

3.1实验

3.1.1原材料的选取

3.1.2样品的制备工艺

3.1.3表征方法

3.2实验结果与讨论

3.2.1 BaTiO3粉末的XRD表征

3.2.2 PS和BaTiO3/PS复合材料的红外分析

3.2.3 BaTiO3/PS复合材料的断面形貌

3.2.4 BaTiO3/PS复合材料介电性能

3.2.5 BaTiO3/PS复合材料介电性能的温度依赖性

3.3本章小结

第四章溶液混合法制备BaTiO3/PS纳米复合材料及其介电性能

4.1实验

4.1.1原材料的选取

4.1.2偶联剂分散作用机理

4.1.3样品的制备工艺

4.2实验结果与讨论

4.2.1复合材料的断面形貌

4.2.2 FTIR谱图分析

4.2.3复合材料介电性能的表征

4.2.4 1％KH550改性BT-07复合材料的断面形貌

4.2.5 1％KH550改性BT-07复合材料的介电性能

4.3本章小结

第五章制备工艺及陶瓷的粒径对BaTiO3/PS复合材料介电性能的影响

5.1样品制备工艺对BaTiO3/PS复合材料介电性能的影响

5.2陶瓷粒径对BaTiO3/PS复合材料介电性能的影响

第六章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学习期间的研究成果及发表的论文

导师简历及主要研究成果