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介电储能材料在电子电气方面具有重要的应用价值,它可用在嵌入式电容器、电应力控制和高储能器件等方面,研究高介电储能密度的复合材料能推动国民经济发展和国家安全防卫能力提升。聚合物介电储能材料相较于其他介电储能材料具有低介电损耗、容易加工成型和机械性能好等优点。云母是一种具有高击穿强度,低介电损耗,大体积电阻率层状硅酸盐材料。将云母与聚合物复合,有可能制备高击穿强度和高介电常数的复合材料,这对研发出高介电储能密度的复合材料具有重要意义。本文通过超声搅拌的方法对云母进行剥离,得到了纳米级别的云母。通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/云母纳米复合材料。通过溶液共混法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/云母纳米复合材料。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等测试手段表征了纳米复合材料的结构与形貌。论文研究了PP/云母纳米复合材料PVDF/云母纳米复合材料的结构,讨论了PP/云母纳米复合材料和PVDF/云母纳米复合材料的力学性能、介电性能、击穿性能和储能密度等性能,取得了以下研究结果。(1)以N-N二甲基甲酰胺(DMF)为分散剂,采用液相超声搅拌的方法对云母进行了剥离。用透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对剥离后的云母片进行了观测,结果发现以DMF为分散剂,在800 r/min速度下搅拌并超声12小时,可以制备厚度为9 nm的纳米云母片。(2)通过熔融共混法将纳米云母片与PP复合,制备了PP/云母纳米复合材料。XRD和热重分析(TG)结果发现,与纳米云母片复合,PP基体仍为α晶型,PP的分解温度也变化不大。随着云母含量的增加,PP/云母纳米复合材料的介电常数提高。当云母的体积分数为20%时,PP/云母纳米复合材料的介电常数为3.5。与PP相比,当纳米云母片用量为5%时,PP/云母纳米复合材料的拉伸强度提高7%,储能密度提高52%。(3)通过溶液共混法将纳米云母片与复合,制备了PVDF/云母纳米复合材料。SEM测试结果发现,纳米云母片在PVDF中分布均匀。XRD结果证实,随着云母的加入,PVDF的晶型由α晶型向β晶型转变。随着云母含量的增加,复合材料的拉伸强度和击穿强度提高。与纯PVDF相比,当纳米云母片的用量为6%时,PVDF/云母纳米复合材料的拉伸强度提高41%,介电常数提高了87.5%,击穿强度达到352 MV/m,储能密度由原来的1.29 J/cm~3提升到7.12 J/cm~3。