【摘 要】
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随着科技的飞速发展,高介电材料在电子工业及能源领域具有非常重要的使用价值。有机/无机复合材料具备单一介电材料所不具备的诸多优点,通过结合无机相的高介电性与聚合物基体的柔韧性和耐压性的优点可获得具有高介电性能和高储能密度的柔性介电储能材料。本论文将PVDF作为复合物的基体,分别以（Nb+Al）共掺杂TiO2颗粒和核-壳结构的CCTO@TiO2纳米纤维作为填料制备了两种复合薄膜,并对其结构和性能进行了
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随着科技的飞速发展,高介电材料在电子工业及能源领域具有非常重要的使用价值。有机/无机复合材料具备单一介电材料所不具备的诸多优点,通过结合无机相的高介电性与聚合物基体的柔韧性和耐压性的优点可获得具有高介电性能和高储能密度的柔性介电储能材料。本论文将PVDF作为复合物的基体,分别以（Nb+Al）共掺杂TiO2颗粒和核-壳结构的CCTO@TiO2纳米纤维作为填料制备了两种复合薄膜,并对其结构和性能进行了研究。主要研究内容如下:（1）（Nb+Al）共掺杂TiO2颗粒因电子钉扎缺陷偶极子效应而具有极高的介电常数。本论文采用固相反应法合成了（Nb+Al）共掺杂TiO2颗粒,并作为PVDF基体的填充材料。研究发现:当填充的体积分数为40 vol%时,（Nb+Al）共掺杂TiO2/PVDF复合薄膜的介电常数在1 kHz时达到34,是纯PVDF的三倍,但其力学性能和抗电强度有所恶化;当电场强度为200 MV/m时,体积分数为10 vol%的（Nb+Al）共掺杂TiO2/PVDF复合薄膜的放电能量密度约为2.6 J/cm3,比纯PVDF的放电能量密度高出约30%。（Nb+Al）共掺杂TiO2颗粒可以提升复合薄膜的介电性能和能量密度。（2）钛酸铜钙CCTO因内部阻挡层电容效应而具有巨介电常数。本论文采用静电纺丝法制备了具有核-壳结构的CCTO@TiO2纳米纤维,并作为PVDF基体的填充材料。研究发现:当填充体积分数为6 vol%时,CCTO@TiO2纳米纤维/PVDF复合薄膜的介电常数在1 kHz时为14.8,比纯PVDF的介电常数高出40%;当电场强度为200 MV/m时,体积分数为6 vol%的CCTO@TiO2纳米纤维/PVDF复合薄膜的放电能量密度约为2.5 J/cm3,比纯PVDF的放电能量密度高出25%。CCTO@TiO2纳米纤维可以提升复合薄膜的介电性能和能量密度。
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