● 摘要
随着电力、电子设备发展的日新月异，高储能电容器向多功能，小型化的方向发展。高介电常数的柔性聚合物基电介质复合材料在电子工业领域可能有广泛的应用前景，它可以被用来制作具有任意形状的多层片式电容器，因此提高电介质材料的介电常数具有非常重要的意义。根据渗流理论，对于导体/聚合物复合材料，当导体的体积分数逼近渗流阈值时，复合材料的介电常数将发生非线性变化且大幅提高。因此，渗流理论对于制备高介电常数聚合物基复合材料是十分有意义的。本文利用渗流理论，研究了以聚偏氟乙烯((PVDF)柔性聚合物为基体，以形状和性质各异的导体/半导体填料Al，Bi，Bi2S3作为填料制备的复合材料的介电性能。结果表明，尽管复合材料的介电常数都得到了一定的提高，但对于不同性质的导电或半导性填料而言，材料发生渗流效应的临界值有所不同，材料的介电常数也不同，这些具有高介电常数的电介质材料有望用作柔性多层片式电容器的介质材料。导电或半导性填料的电导率、形状以及结构等对复合材料的介电常数有重要的影响。以导电组分长径比大的Bi2S3纳米棒和钛酸钡(BaTiO3)组分共同作为填料与PVDF混合得到的三相复合材料Bi2S3-BaTiO3/PVDF的介电常数最大，这是由于混合效应和渗流效应共同影响的结果。接着又研究了纳米结构和制备工艺对复合材料性能的影响。最后得出：要得到性能优异的电介质复合材料，应合理地选择适当的聚合物基体、无机填料、复合材料的制备工艺以及工艺的参数等。关键词：复合材料，介电性能，渗流效应，聚偏氟乙烯
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