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填料形貌对PBAT模量和抗蠕变性能的影响

现代塑料加工应用 2024年第5期 34-37页

作者：叶小菁徐卫兵马海红任凤梅周正发合肥工业大学化学与化工学院

采用γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）对针状纤维素（CP）、片状滑石粉（Talc）和类球形二氧化硅(SiO2)进行改性，然后分别与可降解聚合物聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）进行共混，研究了填料形貌对PBAT复合材料... 详细信息

采用γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）对针状纤维素（CP）、片状滑石粉（Talc）和类球形二氧化硅(SiO2)进行改性，然后分别与可降解聚合物聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）进行共混，研究了填料形貌对PBAT复合材料模量和抗蠕变性能的影响。结果表明：3种填料的加入均大幅提升了PBAT的拉伸模量和弯曲模量，其中，CP对PBAT复合材料的提升幅度最大，Talc次之，SiO2最小。CP对PBAT的抗蠕变性能的提升幅度最大，Talc次之，SiO2最差。

关键词：填料形貌聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯力学性能抗蠕变性能

氧化铝填料形貌对芳纶纳米纤维绝缘纸性能的增强效应研究

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氧化铝填料形貌对芳纶纳米纤维绝缘纸性能的增强效应研究

作者：王磊石家庄铁道大学

学位级别：硕士

变压器在我国高速发展的特高压输电中起着至关重要的作用,如今特高压输电技术的大力发展,对于安全、稳定运行的变压器需求日益旺盛。变压器绝缘中最重要的部分为绝缘纸。传统绝缘纸由于材料本身绝缘强度差,不能满足如今飞速发展的特高... 详细信息

变压器在我国高速发展的特高压输电中起着至关重要的作用,如今特高压输电技术的大力发展,对于安全、稳定运行的变压器需求日益旺盛。变压器绝缘中最重要的部分为绝缘纸。传统绝缘纸由于材料本身绝缘强度差,不能满足如今飞速发展的特高压输电技术要求。芳纶绝缘纸由于良好的绝缘性能和高温稳定性被广泛关注,但其性能仍有待提高,所以芳纶复合绝缘纸成为当前研究热点之一。当前研究大多关注不同种类填料对于绝缘性能的增强,很少关注填料本身形貌对于绝缘性能的影响,且不同形貌的填料对于绝缘性能影响机理尚不明晰。本论文选择综合性能优异的芳纶纤维和不同形貌的氧化铝为原料,制备了绝缘性能优异的芳纶复合绝缘纸,并利用介电强度、体积电阻率等测试方法研究了氧化铝填料形貌对芳纶绝缘纸性能增强的影响,最后利用模拟仿真来解释不同形貌氧化铝对绝缘性能的影响。首先,利用碱熔法将芳纶纤维纳米化,将芳纶纳米纤维和球状氧化铝混合后,利用真空辅助抽滤法制备芳纶基复合绝缘纸,分析球状氧化铝对芳纶纸的绝缘性能影响规律及复合绝缘纸的高温老化性能。结果表明,球状氧化铝的添加有助于绝缘性能的提升,同时提高芳纶纸的耐高温性和高温老化性。当球状氧化铝添加比例为5%时,介电强度最高(172.3 k V/mm),体积电阻率最大(3.53×10Ω·cm),拉伸强度最高(145.87 MPa)。利用硅烷偶联剂(KH-550)处理来提高球状氧化铝的分散性,能够进一步提高芳纶纸的绝缘性能。其次,利用高温煅烧法制备了α和γ相的片状氧化铝。α-AlO高温下性质稳定,γ-AlO耐磨性好且易分散,将其和芳纶纳米纤维混合制备芳纶复合绝缘纸来研究片状氧化铝对绝缘性能的影响。结果表明,片状氧化铝的添加有助于提高芳纶纸的绝缘性能。和球状氧化铝相比,片状氧化铝对绝缘性能提高更明显,最佳添加比例为5%,对应最高介电强度为188.8 k V/mm(α-AlO)和182.6k V/mm(γ-AlO),最大体积电阻率为3.90×10Ω·cm(α-AlO)和3.74×10Ω·cm(γ-AlO),拉伸强度最高为155.76 MPa(α-AlO)和149.42 MPa(γ-AlO)。片状氧化铝经过硅烷偶联剂(KH-550)处理后,分散性提高,力学、绝缘性能也有提升。最后,利用Comsol软件对不同形貌氧化铝添加芳纶基复合材料的绝缘性能提升进行了仿真模拟,通过建立两种不同形貌氧化铝添加芳纶绝缘纸模型,从电场强度、漏电流密度和能量密度三方面来解释不同形貌氧化铝对绝缘性能提升原因,并分析了两种形貌氧化铝对应的击穿路径。结果发现,和球状氧化铝相比,片状氧化铝在匀化电场,降低漏电流密度和体系能量密度方面具有很大优势,能够更好的提高芳纶绝缘纸的抗击穿特性。

关键词：芳纶纳米纤维绝缘纸填料形貌击穿路径

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聚合物基复合材料导热吸波性能研究

聚合物基复合材料导热吸波性能研究

作者：汪旭文华中科技大学

学位级别：硕士

随着电子信息技术的不断进步,新一代电子元器件朝着高频化、集成化方向快速发展,电磁污染以及散热问题亟待解决。通过在电子元器件上贴装导热、吸波功能一体化聚合物基复合材料可有效减弱电磁干扰,移除多余热量。但在目前的报道中,兼顾... 详细信息

随着电子信息技术的不断进步,新一代电子元器件朝着高频化、集成化方向快速发展,电磁污染以及散热问题亟待解决。通过在电子元器件上贴装导热、吸波功能一体化聚合物基复合材料可有效减弱电磁干扰,移除多余热量。但在目前的报道中,兼顾导热吸波性能提升方法及机理分析的研究尚为不足。针对研究现状,本论文通过改变填料形貌及引入铝蜂窝骨架,制备出具有较高导热吸波性能的复合材料。具体工作内容如下:(1)以球形羰基铁粉、氧化铝粉为功能填料制备导热吸波复合材料,分析填料含量对其导热吸波性能的影响。样品均具有宽带强吸收特性。随着羰基铁粉含量减小、氧化铝粉含量增大,反射损耗峰位置移向高频;同时复合贴片的热导率呈先上升后下降的趋势,当羰基铁粉与氧化铝的含量均为45 wt%时,热导率达到最高(1.66 W/m K)。(2)以片状羰基铁粉与球形氧化铝粉为功能填料制备导热吸波复合材料,研究填料含量对其导热吸波性能的影响。随着片状羰基铁粉含量减小、氧化铝粉含量增大,反射损耗峰位置移向高频,同时热导率呈先上升后下降的趋势。当片状羰基铁粉与氧化铝粉含量分别为22.5 wt%与67.5 wt%时,反射损耗最小(-17.85 d B),吸收带宽(填料制备导热吸波复合材料,研究填料含量对其导热吸波性能的影响。样品具有相对最强吸波效果。随着片状羰基铁粉含量减小、氧化锌晶须含量增大,反射损耗峰位置移向高频,同时热导率呈上升趋势。当羰基铁粉与氧化锌晶须含量分别为30 wt%与50 wt%时,反射损耗最小(-28.03d B),吸收带宽(<-10 d B)最宽(4.96 GHz),同时热导率达到最高值(2.54 W/m K)。(4)将铝蜂窝芯嵌入羰基铁粉/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料中制备蜂窝复合材料。利用仿真软件分析了不同铝蜂窝芯单元边长(l)对复合材料导热吸波性能的影响。随着l的减小,复合材料的热导率呈上升趋势,且在l为2mm时达到最高(1.93W/m K);同时反射损耗峰值移向高频。实测结果与仿真结果基本吻合。

关键词：聚合物基复合材料热导率反射损耗填料形貌铝蜂窝

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高导热聚合物复合材料的制备与性能研究

高导热聚合物复合材料的制备与性能研究

作者：施瑶上海师范大学

学位级别：硕士

有机聚合物材料因其具有优良的加工性能、耐腐蚀、比重小、比强度高、成本低等优点,广泛应用于人类日常生活、生产等诸多领域。然而有机聚合物材料大多是热的不良导体(导热系数一般在0.1-0.5 W/m·K),往往作为绝热材料应用。随着电子科... 详细信息

有机聚合物材料因其具有优良的加工性能、耐腐蚀、比重小、比强度高、成本低等优点,广泛应用于人类日常生活、生产等诸多领域。然而有机聚合物材料大多是热的不良导体(导热系数一般在0.1-0.5 W/m·K),往往作为绝热材料应用。随着电子科技和半导体工业等领域的高速发展,在其中作为封装材料、基板材料等大量应用的低导热有机聚合物材料已经逐渐成为制约其持续发展的主要瓶颈。迄今,向聚合物基体中添加无机导热填料依旧是提高有机聚合物材料导热能力最常见也是最有效的方法。近年来,具有高导热系数的低维材料,比如纳米石墨片、碳纳米管、SiC晶须、石墨烯、六方氮化硼等已经成为了导热填料的研究热点。大量的研究结果显示,低维填料的各项异性有效地促进了导热链(导热通道)的形成。同时各向异性的填料也导致了最终复合材料的各向异性,填料的低维形貌和常用的聚合物成型工艺往往导致填料高导热面沿复合材料的平行面方向取向,使得复合材料的面内导热提升显著,而对有效散热更重要的面间导热提升则非常小甚至可以忽略不计。因此在本论文研究工作中,我们从填料形貌和加工工艺出发,通过研究影响复合材料导热率的关键因素,试图提高聚合物材料的面间导热。课题研究主要获得以下研究成果:(1)选用了三种不同形貌的h-BN填料:BN纳米片(二维)、BN纤维(一维)和BN微球,通过自然流延的方法制备系列BN/PVA复合材料,研究其导热率之间的差异。研究发现一维的BN纤维和二维的BN纳米片对于提升复合材料的面内导热率都有很好的效果,但是对于提升面间导热率的效果不明显;球型的BN微球对于提升复合材料的面内导热效果明显弱于低维BN,但是对于提升面间导热率明显优于低维导热填料。(2)采用光固化3D打印聚合物成型方法,利用3D打印的逐层固化和高精度的特点,通过改变复合材料打印的角度来影响填料在基体中的取向,从而达到改变复合材料整体导热率取向的目的。我们选用了直径200-300 nm,厚度约50 nm的石墨纳米片作为填料,分别采用了DLP 3D打印机和SLA 3D打印机打印了0-90°的Gt/PAA和Gt/Epoxy复合材料,并测量其面间和面内导热率的变化。结果显示复合材料的导热系数发生了明显的变化,随着打印角度的提高,面间导热系数逐渐提高,面内导热系数相应的逐渐降低。在XRD衍射图中,0°打印和90°打印得到的复合材料,它们的特征峰发生了明显的变化,证实了填料在复合材料中的取向变化。我们的研究结果可以说明采用3D打印技术可以控制材料在某一特定方向上的导热能力,并且在0.6 wt%纳米石墨片填充下,获得了面间导热率为1.077 W/m·K的复合材料。(3)目前报道的材料面内导热系数大多采用in-plane模式,通过一个物理模型计算出来的数值而非直接测量的数值,该模型的准确性和可靠性未见到有文献报道实验验证;我们3D打印的实验结果直观显示该模型计算结果具有一定的准确性,但仍需修正。

关键词：聚合物基复合材料导热填料形貌光固化3D打印

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导热硅橡胶的制备与性能研究

导热硅橡胶的制备与性能研究

作者：张琳琳安徽大学

学位级别：硕士

随着集成技术和组装技术在电子电气领域的迅速发展,电子元件、电路体积不断缩小则对界面材料的导热性能提出了更高的要求。一般传统的导热材料多为金属材料,但金属材料在加工、耐腐蚀方面的性能较差,在某些领域的应用受到限制。高分子... 详细信息

随着集成技术和组装技术在电子电气领域的迅速发展,电子元件、电路体积不断缩小则对界面材料的导热性能提出了更高的要求。一般传统的导热材料多为金属材料,但金属材料在加工、耐腐蚀方面的性能较差,在某些领域的应用受到限制。高分子材料在加工、耐腐蚀方面具有优异的性能,由于高分子材料大多都是热的不良导体,所以单一的高分子材料是远远达不到使用要求的,因而制备具有高导热的高分子材料具有很大的实用价值。在众多的高分子材料中,硅橡胶具有化学性质稳定,耐高低温、耐高压、耐臭氧老化、耐溶剂、耐辐射、耐候性、生理惰性、高透气性以及生物相容性好等优良特性,应用领域也越来越广泛,因此导热硅橡胶的研究和制备具有重要的意义。本论文选用四种不同形貌的高导热填料,研究填料形貌和用量对导热硅橡胶复合材料的热导率、力学性能、热稳定性、交联密度的影响;相同填料不同粒径及不同粒径复配对导热硅橡胶复合材料性能的影响;不同形貌填料复配对导热硅橡胶复合材料综合性能的影响。论文主要研究内容及结果如下：(1)选用片层氮化硼、球形氧化铝、无规颗粒氮化铝、碳纤维为填料制备硅橡胶导热复合材料,研究结果表明：随着填料填充量的增加,四种不同形貌的高导热填料均可以提高硅橡胶复合材料的热导率,提高的大小顺序依次是,片层氮化硼大>无规则氮化铝>球形氧化铝>碳纤维。片层氮化硼的填充体积分数为50vo1.%时,导热硅橡胶复合材料的热导率最高可达到2.95 W/mK;从硅橡胶复合材料微观断面图中可以看出片层氮化硼在硅橡胶基体中分散较好,与基体的界面相容性也较好,颗粒间以面-面的方式进行接触,界面热阻较小,更容易形成导热网链。片层氮化硼和球形氧化铝填充的复合材料的热稳定性较好。(2)应用了Maxwell模型及其修正模型、Agari模型模拟分析硅橡胶复合材料热导率理论值,并与实验值对比分析。结果表明,当填料填充量较小时两个模型均适用,但当填料体积分数逐渐增大时,Maxwell模型对球形氧化铝、碳纤维较适用,Maxwell修正模型对片层氮化硼、无规则氮化铝较为适用;同时应用Agari模型对这四种不同形貌的填料在复合材料体系内,形成导热网链的难易程度进行了预测分析,结果发现形成导热网链的容易程度氮化硼>氮化铝>氧化铝>碳纤维,与热导率测试结果相吻合。(3)研究不同粒径的片层氮化硼对导热硅橡胶复合材料性能的影响。结果表明,不同粒径的片层氮化硼对硅橡胶复合材料的热导率的影响趋势相同,都是随着填充体积分数的增大而增大;在填充体积分数30vo1.%时达到填充阈值;相同填充体积分数下,大粒径BN填充的复合材料的热导率要比小粒径BN填充的大,但15μ m和30 μ m的差别不大。将三种不同粒径BN进行混配,最后结果表明当30μm:15μm=1:2时,硅橡胶复合材料的热导率最大。(4)将片层氮化硼和无规则氮化铝进行复配制备导热硅橡胶复合材料,研究最佳复配比,结果表明,相同填充体积分数下,体积比BN:AlN=1:1时复合材料热导率最大1.34 W/mK,均大于单一填充A1N时的复合材料的热导率,并降低了填料成本。

关键词：导热硅橡胶填料形貌填料粒径不同形貌填料复配

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水凝胶纳米复合材料的增强机理研究

水凝胶纳米复合材料的增强机理研究

作者：孙黛楠南京师范大学

学位级别：硕士

水凝胶是一重要的功能性聚合物,因其具有高吸水、保水性,表面摩擦系数低及良好的生物相容性等优点,在各个领域引起了极大的兴趣。但传统的合成水凝胶或天然水凝胶材料存在着机械强度不高,材料性能的重复性差等缺点,限制了其应用范围。... 详细信息

水凝胶是一重要的功能性聚合物,因其具有高吸水、保水性,表面摩擦系数低及良好的生物相容性等优点,在各个领域引起了极大的兴趣。但传统的合成水凝胶或天然水凝胶材料存在着机械强度不高,材料性能的重复性差等缺点,限制了其应用范围。将纳米材料复合到高分子网络结构中,可以提高水凝胶材料的机械性能及其他相关性能。但不同形貌的纳米材料对提升材料的性能具有不同的功效,纳米粒子的不同形貌对其复合水凝胶性能的影响机制还有待深入探讨。本文选取常用的水凝胶材料——聚丙烯酰胺（PAM）为研究对象,根据分子动力学理论,利用Accelrys公司的Materials Studio软件包（简称MS）,构建具有相同化学组成的典型的一维和二维碳纳米填料——碳纳米管和石墨烯的结构模型,以及具有三维网状结构的、以丙烯酰胺为单体、N，N-亚甲基双丙基酰胺为交联剂的水凝胶初始模型,并进行了以下研究：1、对建立的无定型初始单胞模型进行分子动力学模拟以得到与实际近似且较为合理的单胞模型。然后对其进行力学性质的计算,可得到该单胞的剪切模量、杨氏模量、泊松比、拉梅常数等。2、针对采用Amorphous Cell模块构建模型可能引起的晶胞内分子排布的数值偏差,本文通过建立多个纯聚丙烯酰胺单胞模型以减少偏差,然后通过计算模拟来得到它们的各项力学性质。3、构建添加了一维碳材料——碳纳米管的纳米复合水凝胶模型,同样对其初始单胞模型进行分子动力学模拟和力学性质的计算,得到复合凝胶模型的剪切模量、杨氏模量、泊松比、拉梅常数等力学性质。4、构建添加了二维碳材料——石墨烯的纳米复合材水凝胶模型,进行与碳纳米管/聚丙烯酰胺复合水凝胶类似的计算模拟。5、将计算得到的复合水凝胶模型的各项力学性质结果与纯聚丙烯酰胺模型进行对比,讨论添加纳米填料对水凝胶性能的影响以及不同形貌纳米填料对其性能的影响。

关键词：分子动力学模拟纳米复合水凝胶水凝胶力学性质填料形貌

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聚乙烯基导热绝缘复合材料的制备及性能研究

聚乙烯基导热绝缘复合材料的制备及性能研究

作者：张浙豪重庆大学

学位级别：硕士

填充型聚合物基导热绝缘复合材料在电子封装、电池热管理、LED和航空航天等领域有着广泛的应用,随着科技的发展和各类电子设备性能的提升,如何及时进行有效的散热成为关键问题。影响填充型复合材料导热绝缘性能的因素有很多,如填料的混... 详细信息

填充型聚合物基导热绝缘复合材料在电子封装、电池热管理、LED和航空航天等领域有着广泛的应用,随着科技的发展和各类电子设备性能的提升,如何及时进行有效的散热成为关键问题。影响填充型复合材料导热绝缘性能的因素有很多,如填料的混杂、颗粒分布形式以及填料的形貌等。探究各因素对复合材料性能的影响规律,对高导热绝缘复合材料的研发和改善当前电子设备的散热问题具有重要的意义。本文以水热法合成了具有不同形貌的氧化镁粉末作为导热填料,制备了单一填充和混杂填充的MgO/PE和MgO@cellulose/PE复合材料,探究了填料形貌对复合材料的内在结构、导热和电绝缘性能的影响。同时提出颗粒网状分布模型,结合有限元数值模拟构建了聚乙烯基复合材料网状分布导热模型,对填料分布形式、基体和填料的导热率以及填料间接触面积对复合材料导热性能的影响关系进行了研究,主要成果如下:(1)以水热法制备了棒状(R-MgO)、片状(F-MgO)和立方状(C-MgO)氧化镁,并探究了溶液浓度比对MgO形貌生长的影响规律。发现随着碳酸氢铵和氯化镁浓度比的增加,R-MgO的平均尺寸从不到10μm增长到30μm后不变;FMgO会从独立分散的薄片形态转变为聚集生长的花瓣形结构;反应溶液浓度影响C-MgO形貌的生长速度,但不会影响其结构。微波加热代替水热法可大幅缩短RMgO和F-MgO前驱体的合成时间,但F-MgO的形貌有别于水热法生成的F-MgO,并且在温度无法进一步提升的情况下,F-MgO前驱体晶体无法继续生长为立方状。(2)以三种形貌的氧化镁制备单一填充和混杂填充型聚乙烯基复合材料,发现复合材料的导热性能随填充量的增加而不断提高,介电常数均小于6.5,介电损耗因数均小于0.3,对电子设备的信号传输影响较小。并且各类填料的填充不会导致复合材料力学性能的衰减。对于MgO/PE复合材料,F-MgO填充对导热性能提升效果最好,在70 wt%时达到1.173 W/(m·K)。但是对于MgO@cellulose/PE复合材料,R-MgO作为填料对复合材料的导热性能提升效果更佳,在70 wt%时达到1.35 W/(m·K),比R-MgO/PE复合材料的1.068 W/(m·K)增强了26.4%。(3)提出了颗粒网状分布模型,结合有限元法构建了聚乙烯基复合材料网状分布导热模型,模拟结果表明,网状分布模型比随机分布模型更符合实验值的变化趋势,误差更小;在较高填充量时,填料颗粒的分布形式会显著影响复合材料的导热性能;复合材料的导热性能与常用基体的导热率呈线性关系,但是随填料导热率的提升呈现出先快速增长后缓慢提升趋于定值的变化趋势,存在一个临界值。在临界值内选择导热性能更优的填料可以大幅增强复合材料的导热性能,超出临界值后填料导热性能的提升对复合材料的导热性能影响极小,并且临界值随着填充量的增加而增大;填料颗粒间形成接触能够显著增强复合材料的导热性能。

关键词：氧化镁复合材料填料形貌导热性能有限元模拟

Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料的制备与界面及储能特性研究

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Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料的制备与界面及储能特性研究

作者：李妍欣陕西科技大学

学位级别：硕士

电子信息技术快速发展,化石能源迅速消耗,能源需求日益剧增,加速了对高储能密度电容器的研究;同时,电子电气系统对电子器件提出了微型化、多功能化、高效率、良好有机相容性等要求,使得高储能密度电容器成为当今热点话题之一。尤其柔性... 详细信息

电子信息技术快速发展,化石能源迅速消耗,能源需求日益剧增,加速了对高储能密度电容器的研究;同时,电子电气系统对电子器件提出了微型化、多功能化、高效率、良好有机相容性等要求,使得高储能密度电容器成为当今热点话题之一。尤其柔性陶瓷/聚合物介电复合材料,结合了陶瓷填料的高极化强度和聚合物基体的耐高压性,能够获得高储能密度。界面对其储能性能具有很强的调控作用,能够实现材料的高击穿场强、高极化强度和高储能密度。因此,本论文选用Na0.5Bi4.5Ti4O15填料和PVDF聚合物基体进行复合,制得单层和五层梯度Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料,通过优化填料形貌、调控层间界面以及填料表面改性等手段提高复合材料的储能性能。主要内容如下:分别采用传统固相法、静电纺丝法和熔盐法制备颗粒状g-Na0.5Bi4.5Ti4O15、纤维状 f-Na0.5Bi4.5Ti4O15 和片状 s-Na0.5Bi4.5Ti4O15 粉体,通过流延法制得Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料。研究结果表明,s-Na0.5Bi4.5Ti4O15填料在复合材料中产生了更大的界面极化,增大复合材料的极化强度。s-Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料内部,水平定向排列的片状Na0.5Bi4.5Ti4O15分散度高,更好地避免局部电荷集中,也对电树的生长产生更大的阻碍,抑制击穿的发生,提高复合材料的击穿场强。0.5 vol%s-Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF 复合材料于 350 kV/mm 的外加电场下获得了 14.87 J/cm3的储能密度和75.69%的储能效率。通过设计填料梯度构建了梯度电场,制备五层梯度s-Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料。研究结果表明,复合材料的击穿场强与层间界面相关。通过每层填料的体积分数调控层间界面的局部电场,合适的层间梯度电场会抑制电树的不断生长,延缓击穿的发生。G 0.75 vol%五层梯度复合材料具有最高的击穿场强,在370 kV/mm的击穿电场下获得了 12.62 J/cm3的储能密度。制备五层对称梯度s-Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料。研究结果表明,绝缘性良好的最外层（即纯PVDF层）抑制电极载流子的注入并提高击穿场强,含有片状填料的次外层和中间层同时提供极化强度和击穿场强。合适的层间电场同样会阻碍电树的生长,使材料获得高的击穿场强。0-0.75-1.5-0.75-0样品具有最高的击穿场强和最佳储能性能,在420 kV/mm的击穿电场下获得了 21.42 J/cm3的储能密度。分别使用KH-560、A-171和FAS-13三种硅烷偶联剂对s-Na0.5Bi4.5Ti4O15粉体进行表面改性,通过流延法制得不同偶联剂质量分数改性的s-Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料。硅烷偶联剂的种类和用量会改变无机-有机界面的相容性、填料的分散性,影响材料的击穿场强。硅烷偶联剂中的官能团不同,两相相容性则不同,0.5wt%硅烷偶联剂改性后的击穿效果为FAS-13＞KH-560＞A-171。0.5 wt%FAS-13复合材料在550kV/mm的电场下获得了 17.82 J/cm3的高储能密度。

关键词： Na0.5Bi4.5Ti4O15/PVDF复合材料填料形貌界面极化表面改性储能密度