【摘 要】
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为了开发高储能密度的无机/有机介电复合材料,本文采用有限元法分别研究了直径为100 nm的球形填料与基体介电常数的比值(k)、球形填料在复合材料中的排列方式、球形填料尺寸(
【机 构】
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北京化工大学 有机无机复合材料国家重点实验室,北京,100029
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为了开发高储能密度的无机/有机介电复合材料,本文采用有限元法分别研究了直径为100 nm的球形填料与基体介电常数的比值(k)、球形填料在复合材料中的排列方式、球形填料尺寸(100～300 nm)、纤维状填料长径比(α)和片状填料的球形度(β)对复合材料介电性能的影响.计算结果表明,当k值大于20时,复合材料的介电常数变化不明显;球形填料沿电场方向成链式排列时,复合材料有较大的介电常数,且材料中球形填料附近处存在较大的电位移和较大的电场,说明这种填料排列方式有利于材料介电常数的提高,但会削弱材料的耐击穿能力;当球形填料随机分布时,颗粒尺寸变化对复合材料介电常数的影响不明显.对于纤维状填料,其长径比α越大且长轴沿电场方向分布时,填料自身及周边会产生较大的电位移,表明这种情况有利于复合材料介电常数的提高.对于片状填料,其球形度β越小,填料与基体界面处高电场区域越小,表明材料的耐击穿能力越高.本研究可为高介高储能材料的实验研究提供理论指导.
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