納米鈦酸鋇-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、現(xiàn)代電子科技的迅猛發(fā)展，對(duì)電子材料的介電性能提出了越來越高的要求，迫切需要具有高介電常數(shù)、低損耗、同時(shí)具有較高力學(xué)性能和可加工性能的介電材料，這就使得高介電常數(shù)材料的重要性日益顯著。復(fù)合材料能兼容陶瓷粒子的高介電性能以及聚合物優(yōu)良的機(jī)械性能和絕緣性，是當(dāng)前介電材料領(lǐng)域研究的主要方向之一。將陶瓷粉體與聚合物進(jìn)行復(fù)合是制備具有高介電常數(shù)且易加工的復(fù)合材料的一種很有前景的方法。這類以高介電常數(shù)的陶瓷粉未分散于三維連續(xù)的聚合物基體中形成的聚合物

2、基復(fù)合材料在電子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，近年來，在高儲(chǔ)能電容器中的應(yīng)用也引起了廣泛關(guān)注。 本文以環(huán)氧樹脂作為基體，以納米BaTiO_3為高介電填充組分，引入羰基鐵粉為第三組分，用澆鑄法制備了納米BaTiO_3/環(huán)氧樹脂二相復(fù)合材料和納米BaTiO_3/環(huán)氧樹脂/Fe三相復(fù)合材料。分別測(cè)試了其介電性能和力學(xué)性能，并對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌進(jìn)行了表征。選擇兩種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)二相復(fù)合材料體系中納米鈦酸鋇進(jìn)行表面處理后與環(huán)氧樹脂基體復(fù)合。比較偶聯(lián)

3、劑對(duì)復(fù)合材料介電性能、熱性能及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，采用KH550硅烷偶聯(lián)劑處理后的復(fù)合材料具有較佳的介電性能及力學(xué)性能，且納米鈦酸鋇在基體中分散效果也較好；納米鈦酸鋇填充含量對(duì)復(fù)合材料的兩相界面和介電性能有很大的影響；隨著納米BaTiO_3的加入以及含量的增加，材料體系的熱分解溫度有一定的提高。通過對(duì)三相體系介電性能的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：羰基鐵粉的含量對(duì)材料的介電常數(shù)有顯著的影響；SEM顯示，羰基鐵粉含量的增加有利于其在基體中均勻分散

4、。其中羰基鐵粉的加入量較低，僅為1％—7％質(zhì)量分?jǐn)?shù)。羰基鐵粉的加入無(wú)論對(duì)較低含量還是較高含量的體系其影響基本一致，即均導(dǎo)致了介電常數(shù)和介電損耗的增加。在鈦酸鋇含量較高時(shí)，少量羰基鐵粉的加入就造成了介電損耗的急劇上升。這主要是因?yàn)閷?dǎo)電組分的加入增加了體系的電導(dǎo)電流，從而引起電導(dǎo)損耗上升。從提高材料介電性能的角度，羰基鐵粉的加入提高了其介電常數(shù)，但同時(shí)也導(dǎo)致其介電損耗的增加。因此對(duì)三相體系需要更精確地選擇第三導(dǎo)電組分的種類和控制其含量，以及