钛酸钡聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究.pdf.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究
姓名:林友琴
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:党智敏
20080522
法制备腎纳米复合薄膜,并对比两种制备工艺对复合薄膜的介电性能钛酸钡/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究摘要陶瓷/聚合物复合材料结合了陶瓷材料和聚合物材料的优点,是一种很有发展前景的电子材料。通过制备工艺的优化,有望得到机械性能优良、成型工艺简单的高介电复合材料。本文以具有优良热性能的聚酰亚胺为基体,将与钛酸钡陶瓷粉进行复合,制备了高温度稳定性的钛酸钡/聚酰亚胺疨纳米复合薄膜,并对该复合薄膜的性能进行了详细地表征。主要工作如下:徊捎萌魏蔚呐剂<粱蚍稚⒓粒直鹩萌芤夯旌戏ê驮痪酆芯苛嗽痪酆戏ㄖ票傅腂疨擅赘春媳∧さ奈⒐劢峁梗析了核壳结构产生的原因,探讨了这种核壳结构对复合薄膜的介电常数和击穿强度的影响。芯苛嗽痪酆戏ㄖ票傅腂疨擅赘春媳∧さ慕榈缧阅艿钠率依赖性以及介电性能和陶瓷含量的关系,并用线性模型模拟了/纳米复合薄膜的介电性能和陶瓷含量的关系。芯苛嗽痪酆戏ㄖ票傅腂疨擅赘春媳∧さ娜刃阅芎徒榈常数的温度依赖性,表明了基体的耐温性能对复合材料的整体性能有的影响。一定的影响。
芯苛瞬煌难前坊鲁绦蚨訠疨擅赘春媳∧さ慕榈缧能的影响,得到最佳的亚胺化升温程序,并阐述了该亚胺化升温程序能提高复合材料的介电常数、降低介电损耗的原因。关键词:高介电,复合材料,纳米,钛酸钡,聚酰亚胺北京化工火学硕士学位论文
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型:￡至逖В荷保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在土年解密后适用林友攀的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。权书。作者签名:导师签名:日期:
跕≥./\第一章绪论电介质及其性能表征成一些束缚电荷,束缚电荷构建起的内建屯场能抵抗外加电场。所谓极化,就是介质起极化,在内外电场力的作用下引起电荷的移动,同时在电介质表面或体积内部形成根据电介质的不同极化类型,陶瓷介质材料极化大体可分为四种类型,,也可称为介质或者绝缘体。理想的电介质中不存在可以自由移动的带电粒子。在外电场作用下,电介质的表面会形内质点印⒎肿印⒗胱正负重心的分离,从而转变成偶极子。在电场作用下,带电质点沿电场方向在有限范围内短程移动,组成一个偶极子,发生电极化¨】。基本极化模型见图:当电介质两极加上电压形成电场时,与电极相邻的电介质内部将引被约束的电荷【俊5缃橹实囊桓鲋匾L匦允瞧浣榈绯J捌浣榈缧阅芩嫖露取⑵德屎其它因素的变化规律与极化有关。∈己《三蔶移极化、离子位移极化、松弛极化和空间电荷极化。电子位移极化、离子位移极化是一种弹性的、瞬时完成的极化,不消耗能量。松弛极化与热运动有关,其完成需要一定的松弛时间,而且是非弹性的,需要消耗一定的能量。电子松弛极化和粒子松弛极化都属于松弛极化。空间电荷极化常常发生在不均匀介质中。在电场作用下,不均匀介质内部的正负间隙离子分别向负、正极移动,引起材料内各点离子密度的变化。宏观不均匀性,如夹层、气泡也可形成空间电荷极化。所以空间电荷极化又称界面极图施加电场时电介质的极化模型【—鸻,●
喝胪夯步羰既缝电羰攀磊鳍’:,电容氲缛萜鞯慕榈绯J齡成正比,因此在相同的工化。对于聚合物而言,极化主要包括位移极化ǖ缱蛹ɑ驮蛹ɑ和取向极化,其中以取向极化贡献最大。非极性聚合物在外电场中只产生诱导偶极矩,而极性分子在外电场中产生的偶极矩是诱导偶极矩和取向偶极矩之和【。极化的产生都不是在施加电场的瞬间完成的,而是需要一定的时间,即所谓弛豫时间。图显示了极化类型与频率的关系及其对介电常数的贡献。图各种极化的频率范围及其对介电常数的贡献【‘虢够綾∞咖尽В缛萘高介材料在电子和电气工业中也有着及其重要的应用,特别是在