三明治结构聚偏氟乙烯基复合介质的微结构设计及介电特性

作     者：迟庆国 陈辰 张月 张昌海 王暄 雷清泉 CHI Qingguo;CHEN Chen;ZHANG Yue;ZHANG Changhai;WANG Xuan;LEI Qingquan

作者机构：哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 

基　　金：国家自然科学基金(61640019) 电子薄膜材料与集成器件国家重点实验室开放基金(KFJJ201601) 哈尔滨理工大学青年拔尖创新人才培养基金(201102) 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2017年第43卷第7期

页      码：2204-2210页

摘      要：为了研究填充相和结构对聚偏氟乙烯基聚合物(PVDF)介电和储能特性的影响,采用溶液铸造和热压工艺制备了含有二维氮化硼薄片和钛酸钡颗粒的单层复合薄膜及三明治结构复合薄膜。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的晶体结构和形貌,利用宽频介电谱仪和铁电综合测试仪获得了薄膜的介电性能和储能特性。结果表明,制备的三明治结构复合薄膜具有优异的性能,其中BN-PVDF/BaTiO_3-PVDF/BN-PVDF三明治结构复合薄膜在10 Hz时的相对介电常数为13,放电能量密度在电场强度为350 MV/m时高达6.2 J/cm3,是单层BaTiO_3-PVDF复合薄膜的1.6倍;其击穿场强高达370 MV/m,是BaTiO_3-PVDF的1.5倍;且其放电效率为0.55。总结得出,这是因为三明治结构中上下2层引入的BN 2维薄片提高了复合介质击穿强度,缓解了电极化强度过早饱和;而中间层BaTiO_3的引入增强了复合介质的极化特性,从而获得了具有优异介电性能和储能特性的PVDF基复合薄膜。

主 题 词：储能密度 氮化硼 钛酸钡 聚偏氟乙烯 三明治结构 复合介质 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13336/j.1003-6520.hve.20170628014

馆 藏 号：203254224...