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介电电容器作为能源系统中不可或缺的元件之一,在电子电气等工程领域有着广泛的应用。聚合物基复合材料凭借其高工作电压,柔性好,易加工及成本低等优势,迎合了电子元器件的小型化、轻量化及高度集成的发展趋势,在众多的介电材料中脱颖而出,成为目前的研究热点之一。然而,高性能聚合物基介电复合材料的制备依旧存在一些问题。比如填充相与聚合物基体的选择,填料在聚合物基体中的分散性和相容性问题及复合材料的界面问题等。为了解决上述问题,本论文选取聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物基体,并制备了不同种介电陶瓷复合填料,与PVDF复合制备低体积分数的复合薄膜,探究复合薄膜的界面,介电性能及储能性能,主要的研究内容如下:(1)采用水热法制备了钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3)纳米颗粒,并与PVDF复合制备成BNT/PVDF复合薄膜。BNT/PVDF复合薄膜的最大介电常数为14.8,3vol%BNT/PVDF复合薄膜在330 kV/mm时的储能密度为6.91 J/cm3,是纯PVDF薄膜最大储能密度的1.4倍。采用多巴胺对BNT纳米颗粒进行表面修饰以改善其在PVDF中的分散性和界面相容性,由于多巴胺层的绝缘作用及抑制基体中高分子链运动的能力,使得复合薄膜的介电损耗减小,击穿场强大幅提高,3vol%BNT@Dopa/PVDF的复合薄膜最大抗击穿场强达到了430 kV/mm,同时储能密度达到了13.09 J/cm3,较BNT/PVDF复合薄膜提升了89.43%,且经过变温测试后发现复合薄膜在80℃以下具有稳定的储能性能。为了进一步提高复合薄膜的抗击穿场强,利用二氧化钛对BNT纳米线进行包覆,然后用多巴胺进行修饰制备出BNT@TiO2@Dopa纳米线。由于二氧化钛及多巴胺绝缘层的特性,抑制了导电通路的形成。使得复合薄膜的抗击穿场强有着较大的提高,最高的抗击穿场强达到了480 kV/mm,在该电场下达到的最大储能密度为14.28 J/cm3。(2)采用熔盐法制备了铌镁酸铅钛酸铅(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3)陶瓷颗粒,经多巴胺修饰后与PVDF复合制备成PMN-PT@Dopa/PVDF复合薄膜。由于PMN-PT超高的介电常数,15 vol%的PMN-PT@Dopa/PVDF复合薄膜介电常数达到了19.25,且介电损耗在1 kHz时的最小值仅为0.012。3 vol%的PMN-PT@Dopa复合薄膜在370 kV/mm下的最大储能密度为11.01 J/cm3,是纯PVDF薄膜储能密度的2.29倍。(3)采用多巴胺对固相法制备了铌酸铁钛(FeTiNbO6)陶瓷颗粒进行修饰得到了FTN@Dopa陶瓷颗粒,并制备成FTN@Dopa/PVDF复合薄膜。复合薄膜最大介电常数为15.41,且具有较低的电导率及漏电流密度,复合薄膜在100 Hz下的电导率值均在6.60×10-6 S/m,漏电流密度值在100 kV/mm的电场下均处于10-8-10-4 A/cm2范围内。且在370 kV/mm的外加电场下拥有8.12 J/cm3的最大储能密度。