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偶联剂表面改性二维片状SrTiO_(3)粉体/聚偏氟乙烯复合材料介电储能特性研究
1
作者
陈铃
王娇
+3 位作者
刘少辉
高畅
刘辉
查道颖
《表面技术》
北大核心
2025年第20期228-237,251,共11页
目的开发高储能密度、高放电效率复合电介质材料对提升功率型器件设备小型化、微型化和轻量化具有重要意义。方法利用熔盐工艺结合混合碱法合成出大长径比二维片状SrTiO_(3)粉体作为无机填料,并利用3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂对其进行...
目的开发高储能密度、高放电效率复合电介质材料对提升功率型器件设备小型化、微型化和轻量化具有重要意义。方法利用熔盐工艺结合混合碱法合成出大长径比二维片状SrTiO_(3)粉体作为无机填料,并利用3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂对其进行表面改性,随后将改性后的二维片状SrTiO_(3)粉体与聚偏氟乙烯(PVDF)进行复合,系统地研究了不同表面改性二维片状SrTiO_(3)粉体填料含量对PVDF复合材料介电储能特性的影响。结果实验测试表明:合成出的SrTiO_(3)粉体无机填料具有良好的二维片状形貌,其尺寸长为2~5μm,宽为2~5μm,厚度为0.3~0.7μm,表面改性后的二维片状SrTiO_(3)粉体填料均匀分布在PVDF复合材料中,随着二维片状SrTiO_(3)填料含量的增加,PVDF电介质复合材料的介电性能显著提升,二维片状SrTiO_(3)粉体填充量为7.5%(体积分数)时,复合材料的介电常数高达23.2,是纯PVDF介电常数的2.9倍。在较低的二维片状SrTiO_(3)粉体填充量下,PVDF复合材料均展现出较高的耐击穿场强。表面改性后二维片状SrTiO_(3)粉体填料填充量为2.5%(体积分数)时,PVDF复合材料的储能密度达6.9 J/cm^(3),是纯PVDF储能密度的2.46倍。结论采用表面偶联剂改性可以显著改善二维片状SrTiO_(3)填料表面性能,在较小的含量下显著提升复合材料的介电常数、耐击穿场强,从而显著提升复合材料的储能特性,为制备高性能电介质储能电容器提供了重要的实验参考。
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关键词
复合材料
钛酸锶
储能性能
二维片状填料
表面改性
介电性能
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职称材料
题名
偶联剂表面改性二维片状SrTiO_(3)粉体/聚偏氟乙烯复合材料介电储能特性研究
1
作者
陈铃
王娇
刘少辉
高畅
刘辉
查道颖
机构
河南工程学院材料工程学院
河南工程学院河南省电子陶瓷材料与应用重点实验室
河南工程学院河南省稀土复合材料国际联合实验室
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第20期228-237,251,共11页
基金
河南省科技攻关计划项目(252102231014)
河南省大学生创新训练计划项目(202511517015)
河南省高等学校重点科研项目(26A430004)。
文摘
目的开发高储能密度、高放电效率复合电介质材料对提升功率型器件设备小型化、微型化和轻量化具有重要意义。方法利用熔盐工艺结合混合碱法合成出大长径比二维片状SrTiO_(3)粉体作为无机填料,并利用3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂对其进行表面改性,随后将改性后的二维片状SrTiO_(3)粉体与聚偏氟乙烯(PVDF)进行复合,系统地研究了不同表面改性二维片状SrTiO_(3)粉体填料含量对PVDF复合材料介电储能特性的影响。结果实验测试表明:合成出的SrTiO_(3)粉体无机填料具有良好的二维片状形貌,其尺寸长为2~5μm,宽为2~5μm,厚度为0.3~0.7μm,表面改性后的二维片状SrTiO_(3)粉体填料均匀分布在PVDF复合材料中,随着二维片状SrTiO_(3)填料含量的增加,PVDF电介质复合材料的介电性能显著提升,二维片状SrTiO_(3)粉体填充量为7.5%(体积分数)时,复合材料的介电常数高达23.2,是纯PVDF介电常数的2.9倍。在较低的二维片状SrTiO_(3)粉体填充量下,PVDF复合材料均展现出较高的耐击穿场强。表面改性后二维片状SrTiO_(3)粉体填料填充量为2.5%(体积分数)时,PVDF复合材料的储能密度达6.9 J/cm^(3),是纯PVDF储能密度的2.46倍。结论采用表面偶联剂改性可以显著改善二维片状SrTiO_(3)填料表面性能,在较小的含量下显著提升复合材料的介电常数、耐击穿场强,从而显著提升复合材料的储能特性,为制备高性能电介质储能电容器提供了重要的实验参考。
关键词
复合材料
钛酸锶
储能性能
二维片状填料
表面改性
介电性能
Keywords
composite materials
SrTiO_(3)
energy storage performance
two-dimensional flake fillers
surface modification
dielectric properties
分类号
TB331 [一般工业技术—材料科学与工程]
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1
偶联剂表面改性二维片状SrTiO_(3)粉体/聚偏氟乙烯复合材料介电储能特性研究
陈铃
王娇
刘少辉
高畅
刘辉
查道颖
《表面技术》
北大核心
2025
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