高介BaTiO3基陶瓷-聚合物复合材料结构与性能

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhochg
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
由于在航空航天、电子通信、电磁脉冲武器、石油钻探等领域的巨大应用潜力,高介常数材料引起了人们的较大关注。陶瓷-聚合物复合材料由于兼具陶瓷和聚合物的优良性能,在耐压特性和加工性能上具有明显优势。但以低介聚合物为基体、高介陶瓷为填料的复合材料介电常数严重偏低。本文以具有高介电常数、低介电损耗的BaTiO3(BT)为基体,引入高热导率BN来提高复合材料介电性能的温度稳定性,同时引入热固性低损耗氰酸酯(CE),形成陶瓷、聚合物三维网络并联结构,从而获得了高介电常数(>300)、低损耗(<0.02)的BT基陶瓷-聚合物复合材料。系统研究其制备、结构、介电和铁电性能,有助于提高陶瓷-聚合物复合材料的介电性能和拓展其应用,具有重要应用价值和学术意义。由于BN抗氧化温度为900℃,采用900℃和1100℃分别烧结制备BT-BN多孔陶瓷。BN的加入一定程度上促进BT陶瓷的烧结,提高了其密度,降低了气孔率。随后将BT基多孔陶瓷与CE复合,制备了高介、低损耗BT/CE复合材料。其中烧结温度为1100℃、BN含量为0.5%时,BT/CE介电复合材料具有高介电常数、低介损耗:10 k Hz下室温介电常数和介电损耗分别为1791和0.023;10 Hz时Pr=4.706μC/cm~2,Ec=3.704 k V/cm,Ps=15.107μC/cm~2。为避免BN氧化分解造成大量气孔,进而影响复合材料性能,因此先900℃和1100℃烧结BT陶瓷,再浸泡不同浓度的BN酒精溶液,最后与CE复合获得BT-BN/CE复合材料。结果表明,BN主要吸附在陶瓷表面,少量进入陶瓷内部。此法制备的BT/CE复合材料具有更高介电常数和更低介电损耗,其中烧结温度为1100℃、BN浓度为5.0%时,BT-BN/CE复合材料1 k Hz下介电常数为1861、介电损耗为0.013。考虑到低温银浆与复合材料表面结合较差,采用镀高温银浆、化学镀镍和镀低温银浆形成三种电极,研究电极对BT-BN/CE复合材料性能的影响。结果表明,低BN浓度(<2.0%)时,以高温银浆为电极的样品具有高电容、低损耗和高压电系数d33,其中电容温度特性基本满足X7R规格要求;而高BN浓度(>2.0%)时,以镍为电极的样品具有更高电容和压电系数d33,对应压电系数d33高达~200 p C/N。
其他文献
过于迅速发展的工业化不可避免地产生大量的工业污染,如工业废水中的印染废水与重金属离子,这些工业污染在对环境造成不可逆转的损坏的同时,也对人体健康造成巨大威胁。吸附法是处理重金属离子和印染废水的常用方法,但开发高性能的吸附剂材料仍然是一个有挑战性的课题。本论文以开发高效、快速的重金属离子和染料废水吸附剂材料为目标,制备了新型二维材料Ti3C2TxMXene及其复合材料,评价了其对亚甲基蓝和铜离子的吸
学位
Pd基催化剂在半氢化中有着广泛的应用,是重要的炔烃半加氢催化剂之一。本论文通过对Pd基催化剂的组成、表界面结构的研究,探索影响Pd基催化剂半氢化能力的因素,通过对催化剂进行表征,对催化机理等方面进行深入分析,探究影响催化性能的因素,明确催化剂的构效关系,提升Pd基催化剂对炔烃氢化的选择性,制备出催化活性高,选择性高,稳定性好的半氢化Pd基催化剂。主要研究结果如下:(1)催化剂的组成不同,其性能会发
学位
锂硫电池(LSB)具有高理论能量密度,且制备原料丰富、成本低廉、环境友好,是最有希望的下一代能量储存器件,但是在实际应用过程中存在硫及其还原产物导电性差、多硫化锂(Li PSs)溶解性带来的“穿梭效应”、硫体积膨胀等问题。为了解决上述问题,近年来纳米多孔炭材料已被用作硫载体制备LSB正极材料,但还面临制备成本高、硫负载率和导电性不理想等问题。本论文开发出一种成本低廉、工艺简单的方法制备蓬松状超薄壁
学位
研究稳定高效的阴极析氢反应(HER)催化剂是降低电解水能耗的重要途径之一。目前,Pt合金催化剂极具商业化潜力。然而,Pt合金仍有不足之处:在碱性环境中,Pt合金裂解水的能力较弱,使其难以捕获氢中间体(H*),从而减缓HER反应动力学;而在酸性环境中,Pt合金由于本身过强的H*吸附能力,使其H*的脱附过程中需要克服更高的能垒。此外,Pt合金在酸性环境中容易被腐蚀,稳定性差等问题进一步限制了其在HER
学位
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的清洁发电装置,具有广泛的应用前景。La0.8Sr0.2Mn O3+δ(LSM)是SOFC最常用的高温氧电极材料之一,但其在中温下缺乏离子电导率,导致电化学反应被局限在电极/电解质界面处。本论文使用陶瓷颗粒直接浸渍法,将离子-电子混合导电的La2Ni O4+δ(LNO)纳米颗粒导入到多孔LSM骨架中。直接陶瓷颗粒浸渍法的瓶颈问题是LNO颗粒流动性差,难以充分
学位
本文分别通过液态金属(Liquid Metal,LM)和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)两种技术制备12Cr-ODS钢,在1200℃温度下保温30min后,快速取出并立即热轧淬火,轧制压下率分别为10%、30%、50%和70%。利用维氏硬度计和万能拉伸试验机对样品进行力学性能测试,利用金相显微技术和电子背散射技术(EBSD)对样品的组织结构进行表征分析,研究轧
学位
近年来,随着集成电路向着微型化、高精度方向发展,对引线框架材料的力学性能和电学性能提出了新的要求。Cu-Ni-Si系合金因为具有较高的强度、适中的导电性能,引起了广泛的关注,被认为是理想的引线框架应用材料。本文在Cu-2.89Ni-0.61Si-0.14Mg合金的基础上,添加不同含量的Nb元素,研究其对合金性能和显微组织结构的影响。添加适量的Nb元素可以提高Cu-Ni-Si合金的硬度、强度、导电率
学位
近年来,半导体光催化诱导有机合成因其利用可再生的太阳能而引起了人们极大的关注。国内外研究者致力于开发各种半导体催化剂,包括氧化物、硫酸盐、金属有机骨架、石墨碳氮化物等。此外,从构建异质结、负载助催化剂、控制形貌、调节晶面和产生缺陷的角度出发,提出了许多优化半导体光催化材料结构和组成的策略,以实现光吸收、电荷转移和表面反应。共价有机框架(COFs)是一类晶态有机多孔骨架,由于它有可扩展的π共轭体系、
学位
氧化钨(WO3)由于其良好的能级排列和光吸收能力而在许多半导体中脱颖而出,但其电荷转移速率慢,特别是空穴迁移速度慢和载流子寿命短,阻碍了它的应用。贵金属纳米颗粒作为一种有效的电荷转移介质,在各种光催化中激发肖特基结触发的电荷流的能力在近十年来引起了人们的广泛关注。然而,通过合适的界面工程在金属/半导体复合样品中进行定向电荷传输通道的微调和可控制造的研究很少。在本工作中,我们设计了一种高效静电逐层组
学位
难熔高熵合金应用前景广阔,除了作为高温结构材料,还可望用于阻尼合金、超导、生物医学及核反应堆等领域。但目前该领域以实验研究为主,从理论上进行定量化研究报道较少,对高熵合金基本特性缺乏深刻理解。本论文基于文献调研和物化数据分析,选取10种BCC结构难熔高熵合金作为研究对象,包括:TiZrHfNbMox(x=0,0.5,1.0,1.5),TiZrHfNbV,MoNbTiVZrx(x=0,0.5,1.0
学位