钛酸钡聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究

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1、摘要钛酸钡／聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究陶瓷／聚合物复合材料结合了陶瓷材料和聚合物材料的优点，是一种很有发展前景的电子材料。通过制备工艺的优化，有望得到机械性能优良、成型工艺简单的高介电复合材料。本文以具有优良热性能的聚酰亚胺(PI)为基体，将PI与钛酸钡(BT)陶瓷粉进行复合，制备了高温度稳定性的钛酸钡／聚酰亚胺(BT／PI)纳米复合薄膜，并对该复合薄膜的性能进行了详细地表征。主要工作如下：(1)不采用任何的偶联剂或分散剂，分别用溶液混合法和原位聚合法制备B聊I纳米复合薄膜，并对比两种制备工艺对复合薄膜的介电

2、性能的影响。(2)研究了原位聚合法制备的BT／PI纳米复合薄膜的微观结构，分析了核壳结构产生的原因，探讨了这种核壳结构对复合薄膜的介电常数和击穿强度的影响。(3)研究了原位聚合法制备的BT／PI纳米复合薄膜的介电性能的频率依赖性以及介电性能和陶瓷含量的关系，并用线性模型模拟了BT／PI纳米复合薄膜的介电性能和陶瓷含量的关系。(4)研究了原位聚合法制备的BT／PI纳米复合薄膜的热性能和介电常数的温度依赖性，表明了PI基体的耐温性能对复合材料的整体性能有一定的影响。I北京化工火学硕士学位论文(5)研究了不同的亚胺化升温程序

3、对BT／PI纳米复合薄膜的介电性能的影响，得到最佳的亚胺化升温程序，并阐述了该亚胺化升温程序能提高复合材料的介电常数、降低介电损耗的原因。关键词：高介电，复合材料，纳米，钛酸钡，聚酰亚胺II摘要FABRICATIoNANDDIELECTRICCHARACTERIZATIoNoFADVANCEDBaTi03／PoIⅣIMIDENANoCoMPoSlTEFILMSABSTRACTCer锄ic／polymercompositeisakindofmostpromisingelectricmateria】s，whichcombi

4、nestheVirtuesofbothcef锄icmaterialsandpolymermaterials．Viaoptimizationoftechnicalcra盘s，itishope如lt0gethigh—dielectric—permittiVitycompositemateriaIswithgoodmechanicalpropertiesandmoldingeasinessInthis、Ⅳorkpolyimide(PI)withexcellentthemalpropertiesischosenasthemat

5、rixofthecomposites．Bari啪titanate／polyimide(BT伊I)naJlocompositefilmswithhighmermalstability2LrepreparedwithPIandBTandthepropertiesofthecompositesarecharacterizedindetail．Themainpointsstudiedinthep印erarelistedasf．ollowing：(1)Withoutanycouplingagentsorsurfactants，B

6、T／PInanocompositefilmsaresynthesizedbysolutionmixingtechniqueandin-situpolymerizationIⅡ北京化工大学硕士学位论文technique，respectiveIy．TheinfluencesofthetechnicalcraftSonthedielectricpropertiesofthecompositesarealsostudied．(2)Themicrost]mctureoftheBT／PInanocomposite6lmsbyin—

7、situpolymerizationtechniqueisexamined，andthemechanismoftheresultingcore-shell-likestructureinthecompositesisanalyzed．Thee酋FectofsuchspecialmicrostructureonthedielectricpemittiVityandthebreakdo、Ⅳnstrengthofthecompositematerialsarealsodiscussed(3)The行equencydepend

8、enceofthedielectricpropeniesoftheB7I’／PInanocompositefilmsbyin-situpolymerizationtechniqueisstudied，togetherwiththeinnuenceofloadingconcentrationofthecer锄icfillersont