高介电铁电陶瓷/聚酰亚胺复合材料的介电及储能特性

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tcy789
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在日常生活中,我们身边存在各种各样的储存能量的器件,其中比较常见的有电池,燃料电池以及超级电容器,还有一类以电介质材料为主要元件的电容器,该电容器具有很快的充放电速度,我们称之为介质电容器。介质电容器由于其超高的功率密度被广泛应用于脉冲系统。并且介质电容器是通过极化以静电场的形式来储存能量,在极化过程中不涉及化学反应,因此使用起来更加安全可靠。介质电容器的储能密度相对其它储能器件较低,并且随着现在储能技术的发展,电子电力储能器件由原来的大型化、复杂化逐渐向小型化、简单化、轻量化等方向发展。为了满足介质储能器件的这一发展趋势,提高其储能密度是关键。铁电陶瓷材料由于其优异的介电性能在储能领域的应用最为广泛。而传统的有机聚合物电介质材料由于其良好的柔韧性、耐高压以及高的机械强度使得其可以广泛地应用于各种各样的工作环境。本文通过采取共混法把具有高介电性能的陶瓷材料作为填充材料分散在具有高击穿场强的聚合物基质中形成同时具备高介电性能和高击穿场强的复合材料。详细探究了不同含量,不同种类的陶瓷填料对聚酰亚胺基复合薄膜材料的相结构、显微结构的影响,并进一步分析其介电性能和储能性能随填充量、频率和温度的变化。采用两步熔盐法制备了具有各向异性的片状Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷颗粒,并用KH550对其进行改性,然后将其分散在聚酰亚胺基质中,通过亚胺化制备了Na0.5Bi0.5TiO3/PI复合薄膜,并对其进行了物相表征和性能分析。研究结果表明,Na0.5Bi0.5TiO3/PI复合材料表现出较好的介电性能。其中填充量为5 wt%的Na0.5Bi0.5TiO3/PI复合材料的介电性能最佳(?r=14.00,tg?=0.0061),最大储能密度为1.27 J/cm3。通过固相烧结法还原气氛下在高温烧结制备了具有高介电性能的还原BaTiO3(rBaTiO3)陶瓷颗粒,然后将其分散在聚酰亚胺基质中,通过亚胺化制备了rBaTiO3/PI复合薄膜,并对其进行了物相表征和性能分析。研究结果表明,当rBaTiO3填充量为30 wt%时,rBaTiO3/PI复合材料样品表现出最优的介电性能(?r=31.6,tg?=0.031)。储能密度为9.7 J/cm3。通过固相烧结法制备了具有巨介电性能,并具有超低介电损耗的(Er0.5Nb0.5)0.05Ti0.95O2陶瓷颗粒,然后将其分散在聚酰亚胺基质中,通过亚胺化制备了(Er0.5Nb0.5)0.05Ti0.95O2/PI复合薄膜,并对其进行了物相表征和性能分析。研究结果表明,当(Er0.5Nb0.5)0.05Ti0.95O2填充量为30 wt%时,(Er0.5Nb0.5)0.05Ti0.95O2/PI复合材料样品表现出最优的介电性能。并且在100 kHz下的介电损耗为0.056,介电常数为112.09,储能密度可达到14.5 J/cm3。聚酰亚胺结构中不含有极性基团和极性分子,为非极性聚合物,因此具有良好的温度稳定性,使得rBaTiO3/PI和(Er0.5Nb0.5)0.05Ti0.95O2/PI复合薄膜材料的介电性能在室温400℃的范围内变化波动很小。因此,该材料将会非常适用于一些需要在高温下工作同时具有高储能密度的电子和电力系统。
其他文献
系统地论述了要磨削出高精度齿轮的所有因素,进而阐明了各因素的重要性。
癫痫检测一直是医学界的难题,对于检测算法而言,分类精度和敏感度是衡量检测系统的重要指标。癫痫检测实际上可归分为二分类问题,对开源数据集CHB-MIT Scalpe EEG Database的
小号作为一种西洋铜管乐器,具备个性独特、技术技巧丰富及表现力强等特征,这一系列特征均是在西方音乐调式、律学及和声基础上发展形成的,所以伴随小号在我国的推广,在小号演
G80-32试论调和均数在体育统计中的应用=Application ofmedial average in sports statistics[刊,中,A]/王光明(西南政法大学)//武汉体育学院学报.-2003,37(3).-95-97,101表7(SJ
介绍了油田运材车的现状、说明了一种新型运材车的工作原理、主要结构和技术特点、液压缸的计算和选用方法,讨论了滑轮组合设计与选择,液压系统主要元件的功能和选用原则,该车的
<正>近两年以来,随着狱政管理措施的日臻完善和防逃追捕工作的加强,狱内在押罪犯的逃跑较难得逞。因此,罪犯中的一小撮亡命之徒,为逃避法律的惩罚和发泄对社会的仇恨,便采取
<正>0引言中国是个农业大国,稻谷年产量约1.96亿t,稻谷壳的年产量约为4000万t,经测定稻谷壳的发热量约为13040kJ/kg,折合标准煤约1770万t。稻谷壳通常处理方法是就地焚烧或施
唐代诗人贺知章的《回乡偶书》是流传千古的七言绝句,对该诗的评论及英译也颇多。本文试图从功能语法经验功能的角度对刘重德和许渊冲的译本进行分析,并由此对两种译本优劣之处
香蕉茎秆挤压脱水工艺是香蕉茎秆资源化利用的关键步骤,可以有效地降低运输成本,减轻蕉农的劳动强度,有利于提高香蕉茎秆的综合利用率。该文从介绍香蕉茎秆原料结构形态,化学
中国水泥行业成员多而杂,并存在着很多潜在的危机和固有问题;然而众多企业家并没有意识到问题的严重性。我仅以威达水泥厂(虚拟名)为例,通过对该企业经营状况的分析和总结,找