【摘 要】
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高介电常数、低介电损耗的介电材料因其在电容器、驱动器和晶体管等电子电气工业中的广泛应用而受到越来越多的关注。目前,聚合物基介电复合材料在提高介电常数的同时,但通常也会存在介电损耗高等问题。本文采用具有较低介电损耗的高抗冲聚苯乙烯（HIPS）为复合物基体,通过调整填料与基体的比例,探究能够提高聚合物基介电复合材料介电性能的最优方案,并同时保持低介电损耗及高击穿场强等性能。另外,由于高温和高电场下的能
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高介电常数、低介电损耗的介电材料因其在电容器、驱动器和晶体管等电子电气工业中的广泛应用而受到越来越多的关注。目前,聚合物基介电复合材料在提高介电常数的同时,但通常也会存在介电损耗高等问题。本文采用具有较低介电损耗的高抗冲聚苯乙烯（HIPS）为复合物基体,通过调整填料与基体的比例,探究能够提高聚合物基介电复合材料介电性能的最优方案,并同时保持低介电损耗及高击穿场强等性能。另外,由于高温和高电场下的能量损失主要来自急剧增加的传导损耗。为解决这一问题,本文通过制备核壳结构钛酸铜钙(CaCu3Ti4O12,CCTO)纳米线（CCTO-NWs）,改性提高填料的导热性。主要研究内容如下:1、通过水热法制备CCTO-NWs,调控制备工艺,优化制备条件,实验结果发现240℃反应36 h较好,将原料经充分搅拌后放入反应釜,在240℃条件下,制备出不同长径线型结构,对比不同原料配比制备出的线型CCTO的长径比,得到8 mol/L NaOH制备出的CCTO-NWs长径比最高,为制备聚合物基复合材料提供填料。2、通过溶液混合法制备CCTO-NWs/HIPS复合材料薄膜,制备体积分数为10,15,20,25,30,35,40 vol%的复合材料薄膜,研究填料含量和长径比对CCTO-NWs/HIPS复合材料的介电性能和储能性能的影响,性能测试得出,随着长径比增大,复合材料的介电性能提升,击穿场强提高,储能性能增强。3、为了提高复合材料导热性能,在CCTO-NWs表面包覆一层氧化铝,通过改变包覆层厚度,分别制备体积分数为10,15,20,25,30,35 vol%Al2O3@CCTO-NWs/HIPS复合材料薄膜,探究氧化铝对复合材料导热系数的影响,随着氧化铝层厚度增加,复合材料导热系数增大,探究改性对复合材料介电性能的影响,介电性能测试显示,改性CCTO-NWs提高复合材料的介电常数的同时,复合材料的介电损耗较低,均小于0.6。本论文成功制备CCTO-NWs,并制备出具有高介电常数、低介电损耗、击穿场强性能较优的CCTO-NWs/HIPS复合材料,成功制备核壳结构Al2O3@CCTO-NWs/HIPS,为进一步研究高抗冲聚苯乙烯用途以及再利用提供一种新途径。
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