batio3pvdf復(fù)合材料薄膜的成膜工藝及性能研究

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1、北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文日期：二0一四年五月二十八日北京化工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明艘本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：塑堅(jiān)日期：塑堡至堇旦翌旦關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北

2、京化工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許學(xué)位論文被查閱和借閱：學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文?？谡撐臅翰还_(kāi)(或保密)注釋：本學(xué)位論文屬于暫不公開(kāi)(或保密)范圍，在』L年解密后適用本授權(quán)書(shū)。回非暫不公開(kāi)(或保密)論文注釋：本學(xué)位論文不屬于暫不公開(kāi)(或保密)范圍，適用本授權(quán)書(shū)。日期：型喳塑翌旦日期：勘啦周迎日學(xué)位論文數(shù)據(jù)集中圖分類號(hào)TB321學(xué)科分類號(hào)530．34論文編號(hào)1001020140116密級(jí)公開(kāi)學(xué)位授予單位代碼100lO學(xué)位授

3、予單位名稱北京化工大學(xué)作者姓名馮曉軍學(xué)號(hào)2011200116獲學(xué)位專業(yè)名稱化學(xué)工程與技術(shù)獲學(xué)位專業(yè)代碼081700課題來(lái)源國(guó)家自然基金研究方向復(fù)合材料制備論文題目BaTi03／PVDF復(fù)合材料薄膜的成膜工藝及性能研究關(guān)鍵詞復(fù)合材料，薄膜成型工藝，聚多巴胺改性，介電常數(shù)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)論文答辯日期2014年5月28日·論文類型基礎(chǔ)研究學(xué)位論文評(píng)閱及答辯委員會(huì)情況姓名職稱工作單位學(xué)科專長(zhǎng)指導(dǎo)教師劉曉林教授北京化工大學(xué)化工材料評(píng)閱人1郭鍇教授北京化工大學(xué)超重力工程技術(shù)評(píng)閱人2文利雄辛嫩北京化工大學(xué)化工材料評(píng)閱人3評(píng)閱人4評(píng)閱人5答獺糊邵磊專

4、i艘北京化工大學(xué)超重力工程技術(shù)答辯委員1李春喜教授北京化工大學(xué)化工熱力學(xué)答辯委員2郭鍇教授北京化工大學(xué)超重力工程技術(shù)答辯委員3文利雄教授北京化工大學(xué)化工材料答辯委員4劉曉林孝緞北京化工大學(xué)化工材料答辯委員5鄒?？毖芯繂T北京化工大學(xué)多相流技術(shù)注：一．論文類型：1．基礎(chǔ)研究2應(yīng)用研究3．開(kāi)發(fā)研究4．其它二．中圖分類號(hào)在《中國(guó)圖書(shū)資料分類法》查詢。三．學(xué)科分類號(hào)在中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB／T13745．9)《學(xué)科分類與代碼》中查詢。四．論文編號(hào)由單位代碼和年份及學(xué)號(hào)的后四位組成。摘要BaTiOa／PVI)F復(fù)合材料薄膜的成膜工藝

5、及性能研究本文首先采用液相澆鑄法及旋涂法制備了BaTi03／PVDF復(fù)合材料薄膜，通過(guò)研究成膜基底材料、成膜溫度及成膜時(shí)間對(duì)BaTi03／PVDF薄膜形貌及介電性能和擊穿性能的影響，優(yōu)化了復(fù)合材料的成膜工藝；研究了聚多巴胺改性BaTi03顆粒后采用優(yōu)化工藝制得的Dopa@,BT／PVDF復(fù)合材料的抗擊穿性能，解釋了BaTi03顆粒表面包覆的聚多巴胺層在提高復(fù)合材料擊穿場(chǎng)強(qiáng)中的作用；制備了三層PVDF．Dopa@BT／PVDF．PVDF復(fù)合材料，研究了多層材料介電常數(shù)提高的機(jī)理。(1)采用液相澆鑄法制備的BaTiOa／PVDF復(fù)合

6、材料薄膜的適宜成膜工藝條件為：采用金屬基底在80。C下成膜，成膜時(shí)間4--,5h。SEM顯示，優(yōu)化條件下制備的薄膜內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)明顯顆粒聚集現(xiàn)象，且薄膜材料的介電常數(shù)、擊穿性能穩(wěn)定，表明了成膜工藝的可靠性；(2)對(duì)Dopa@BT／PVDF復(fù)合材料，由于聚多巴胺所帶的一OH和-NH2基團(tuán)可與BaTi03表面的．OH和PVDF上的一F形成鍵合，使BaTi03與PVDF基體的界面相容性得到提高，從而使擊穿場(chǎng)強(qiáng)顯著提高，介電常數(shù)保持在10至14之間，當(dāng)Dopa@BT添加量由3v01％增至15v01％時(shí)，復(fù)合材料擊穿場(chǎng)強(qiáng)由210kV

7、／mm變化為163kV／mm，與未改性材料相比增幅由78％變化為94％，當(dāng)BaTi03含量為10v01％時(shí)，儲(chǔ)能密度約為2．02J／cm3：北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文(3)采用干膜旋涂工藝制備了PVDF．BaTi03／PVDF．PVDF三層復(fù)合材料薄膜(ABA型)，SEM顯示其層間結(jié)合性良好且界面清晰，當(dāng)材料整體BaTi03含量為3～15v01％時(shí)，其介電常數(shù)與同含量單層材料相比提高了1．5~2．6倍，且BaTi03含量為3v01％時(shí)材料擊穿場(chǎng)強(qiáng)為72kV／mm，介電常數(shù)增加的原因是材料內(nèi)部較強(qiáng)的界面極化作用的結(jié)果，擊穿場(chǎng)強(qiáng)降低的

8、原因來(lái)自層間界面處局部電場(chǎng)畸變的結(jié)果；(4)采用濕膜旋涂工藝制備的ABA型多層復(fù)合材料薄膜，SEM顯示層間界面存在混溶現(xiàn)象，界面極化減弱，介電常數(shù)增幅略有降低，當(dāng)材料整體BaTi03含量為3～15v01％時(shí)，其介電常數(shù)與相同含量單層材料相比提高了1．4~1．8倍