聚硫脲复合电介质薄膜材料制备及储能特性研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:july1126
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
随着电子和电力行业的快速发展,对电介质电容器提出了更高的要求。高能量密度和高充放电效率的电容器需要有性能更加优异的电介质材料作为基础,电介质材料的性能很大程度上决定了电容器的性能。与其他电容器相比,有机薄膜电容器具有更高的储能密度和击穿场强,而且成本较低。本论文以线性高分子介电材料?芳香族聚硫脲(ArPTU)为基体,分别复合P(VDF-TrFE-CFE)和BaTiO3纳米线制备出全有机体系和有机-无机体系复合薄膜。对介电薄膜的表面形貌和微观结构进行表征,并测试了相关介电性能和储能特性,具体研究工作内容和结论如下:(1)选择溶液流延法制备ArPTU介电薄膜,系统地研究了分子量、溶液浓度以及驱溶温度对ArPTU薄膜的介电性能和微观结构的影响。采用FTIR和XRD表征薄膜样品的分子结构和晶相,测试介电常数、介电损耗、击穿场强和充放电效率来比较薄膜的储能特性。研究结果表明,选择较低分子量和适中溶液浓度(9 wt.%),在60℃驱溶温度下,制备的ArPTU薄膜表面形貌更加光滑平整。介电性能测试表明,ArPTU薄膜的介电常数为4.5,介电损耗为0.0196,本征击穿场强为505MV/m,低电场下的充放电效率在95%左右,适合作为有机薄膜电容器介质材料。(2)为了提升ArPTU薄膜的介电常数,从而提升薄膜的储能密度,将ArPTU掺杂入P(VDF-TrFE-CFE)基体中,通过溶液流延法制备出不同比例的P(VDF-TrFE-CFE)/ArPTU全有机复合薄膜。研究结果表明,与P(VDF-TrFE-CFE)薄膜相比较,P(VDF-TrFE-CFE)/ArPTU复合薄膜具有更高的击穿场强、更高的充放电效率和更低的介电损耗。在407.57 MV/m电场下,P(VDF-TrFE-CFE)/ArPTU(90/10)复合薄膜的储能密度为22.06 J/cm3,并且能够保持72%的充放电效率。(3)无机陶瓷材料BaTiO3纳米线具有高介电常数,而ArPTU具备较高的击穿场强和更低的介电损耗,为了获得两种材料的优势互补,设计并制备了ArPTU/BaTiO3复合纳米薄膜体系。首先利用水热法制备BaTiO3纳米线,然后采用溶液流延法将纳米线掺入ArPTU基体,制备了ArPTU/BaTiO3不同比例的复合薄膜。研究结果表明,制备的复合薄膜介电常数明显提升,但击穿电压有一定的下降。复合薄膜的介电常数提升到6.93,最大击穿场强为302.03 MV/m。如何保证薄膜介电常数的提升而使击穿场强不会有明显的下降,是本论文后续工作需重点解决的问题。
其他文献
目的探讨不同治疗干预措施对早产儿坏死性小肠结肠炎发生的影响。方法回顾性研究450例早产儿的临床资料,其中,坏死性小肠结肠炎患儿54例,观察三种治疗干预措施对早产儿坏死性小
实训室建设是应用型大学培养符合社会经济发展需求的高素质复合型人才的需要,基于此,提出"一体化"实训室的概念,以应用型大学实训室建设为出发点,系统阐述了"一体化"实训室的内涵
税法课是高职院校财经类专业的一门重要课程,随着我国税法体系的逐步完善,税收法规得到全面普及,依法治税迫在眉睫,这对高校税法课程的教学提出了新的更高的要求。面对当前我国税
与以往相比,我国90年代修辞学研究的一个显著特色是:在重视静态研究的同时,也重视动态研究。动态修辞研究于90年代涌现了一批开拓性著作,例如在口语修辞学的探讨方面,有夏中华的《口语
诚信是世人公认的最基本的社会道德规范之一。加强大学生诚信教育是时代发展的需要,也是构建社会主义核心价值体系的迫切要求。诚信建设与和谐校园建设关系紧密,加强高校诚信建
甲基化对胚胎发育和机体形成具有重要的调控作用,体细胞核移植胚胎常常表现出异常的DNA甲基化,DNA甲基转移酶抑制剂能抑制细胞的DNA甲基化水平,从而达到提高体细胞核移植效率