收藏本站
《苏州大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高储能密度云母纸-碳纳米管/氰酸酯多层结构树脂复合材料的研究

张小宝  
【摘要】:高介电常数聚合物基复合材料(High-k APC)凭借其低成本、易加工以及良好的可塑性,在储能、电子信息、新能源等领域具有巨大的应用潜力。随着电子器件向高功能化、微型化方向的发展,对高性能嵌入式电容器的需求激增,并成为了决定电子器件发展的重要因素。High-k是嵌入式电容器具有高性能的基础,其还应具有低介电损耗与高储能密度。与陶瓷/聚合物复合材料相比,导体/聚合物复合材料在低导体含量下获得高介电常数,但高介电损耗、低储能密度是其普遍存在的问题。因此,本文的研究工作主要围绕兼具高介电常数、低介电损耗及高储能密度的High-k APC的研究展开,主要包括以下两部分。首先,本文设计合成了两种三层结构复合材料,它们是由0.6wt%羟基化多壁碳纳米管(CNT)/环氧改性氰酸酯(CEP)树脂作为第1和第3层,CNT/CEP或CEP树脂浸润云母纸(MP)作为第2层,所制得的复合材料分别记为CNT/CEP-MPⅠ-CNT/CEP或CNT/CEP-MPⅡ-CNT/CEP。系统研究了MP的厚度及其浸润树脂对复合材料的结构、介电性能与储能密度的影响。研究结果表明,三层结构复合材料的介电性能和储能密度与MP的浸润方式密切相关。在相同频率与MP厚度下,CNT/CEP-MPⅡ-CNT/CEP复合材料具有更低的介电损耗和更大的储能密度。当MP厚度为60μm时,CNT/CEP-MPⅡ-CNT/CEP复合材料的介电损耗在100Hz下仅为0.07,仅为传统单层CNT/CEP复合材料的7.6×10-5;同时,它的储能密度是CNT/CEP复合材料的16.5倍。我们通过模拟等效电路对三层与单层结构复合材料的介电性能的差异进行了理论探索;其次,将浸润CEP树脂的MP分别放在CNT/CEP复合材料的同侧、两侧和中间,制备了三种层状结构复合材料(2MP-CNT/CEP、MP-CNT/CEP-MP和CNT/CEP-2MP-CNT/CEP),研究了MP在CNT/CEP的空间位置对复合材料介电性能、击穿强度和储能密度的影响。研究结果表明,2MP-CNT/CEP和MP-CNT/CEP-MP复合材料的介电常数低于传统单层CNT/CEP复合材料的值,这是由于绝缘层MP的存在对CNT/CEP树脂内部极化的减弱作用强于MP与CNT/CEP树脂层间的界面极化。CNT/CEP-2MP-CNT/CEP复合材料的介电损耗极低;而2MP-CNT/CEP复合材料由于MP对电流泄漏的阻挡作用较小,导致其具有高的介电损耗。但是,2MP-CNT/CEP复合材料由于两层MP间拥有更厚的CEP树脂层而获得了最高的击穿强度;当MP厚度为60μm时,其击穿强度和储能密度分别是CNT/CEP复合材料的7.1倍和19.5倍。MP-CNT/CEP-MP复合材料具有更低的介电常数和击穿起强度,当MP厚度为60μm时,其储能密度为CNT/CEP树脂的2.6倍。上述研究结果表明,浸润CEP树脂的MP在CNT/CEP的不同空间位置均能获得高于CNT/CEP复合材料的储能密度;当其在CNT/CEP树脂的同侧时,储能密度最高。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TB33;TM53

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴兴建;李奕良;于涵;;高储能密度飞轮结构设计方法[J];清华大学学报(自然科学版);2008年03期
2 戴玲,林福昌,朱志芳,李劲;高储能密度陶瓷电容器电气性能研究[J];高电压技术;2004年10期
3 刁春丽;董乐;杨毅;刘韩星;;电介质储能薄膜的研究现状及提高储能密度的方法[J];材料导报;2019年23期
4 王科;杨兰均;张乔根;许继业;金玲;;一种新结构自愈式高储能密度脉冲电容器的实验研究[J];高压电器;2005年06期
5 罗君;杜军;唐群;毛昌辉;;多层高储能密度玻璃陶瓷电容器的串式内电极设计[J];科学通报;2009年04期
6 戴兴建;李奕良;于涵;;高储能密度飞轮结构设计方法[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年03期
7 冯静;周经伦;孙权;;基于高储能密度电容退化数据的可靠性评估[J];强激光与粒子束;2006年08期
8 李化;吕霏;林福昌;陈耀红;李智威;章妙;刘德;;应用于脉冲功率系统的高储能密度电容器[J];强激光与粒子束;2012年03期
9 黄贝利;李兆林;;电力电容器用高储能密度介质材料的研究[J];电力电容器与无功补偿;2018年02期
10 汤清华,潘晓光,叶龙,石康源;高储能密度电容器复合介质材料的研究[J];华中理工大学学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 魏建中;陈寿田;;高储能密度陶瓷电容器的研制[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年
2 陈凯仁;周国君;盖兴慧;单优;樊振军;赵长春;;电气石粉体储能密度影响因素的研究[A];中国晶体学会第六届学术年会暨会员代表大会论文摘要集——多晶(粉晶)衍射分会[C];2016年
3 谢霖燊;王海洋;何小平;金廷军;贾伟;陈志强;;一种高储能密度Brooks电感的设计与制作[A];中国核科学技术进展报告(第三卷)——中国核学会2013年学术年会论文集第8册(辐射研究与应用分卷、同位素分卷、核农学分卷、辐射物理分卷)[C];2013年
4 胡澎浩;沈洋;南策文;;三明治结构BTO/PVDF复合介电材料的设计及其储能密度[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2014年
5 杨科;黄兴溢;江平开;;高储能密度聚合物纳米复合电介质材料制备与性能[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题H 能源高分子[C];2015年
6 沈宗洋;余媛颖;汪羽;宋福生;王竹梅;李月明;;玻璃改性钛酸锶钡陶瓷高温强场下的介电储能特性研究[A];2017储能材料与能量转换技术专题会议摘要集[C];2017年
7 叶会见;卢铁梅;徐春锋;钟明强;徐立新;;氮化硼纳米片/P(VDF-HFP)多层复合膜的储能性能[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题H:光电功能高分子[C];2017年
8 苑金凯;党智敏;;高储能密度全有机复合薄膜介质材料[A];第十届绝缘材料与绝缘技术学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 何小明;锂电池新材料层出不穷[N];中国电子报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李云明;柔性固态电容器电极的构建与性能研究[D];中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院);2018年
2 王官耀;一维纳米材料增强的高储能聚偏氟乙烯基复合材料的制备与性能研究[D];上海交通大学;2017年
3 郑明胜;高储能密度电介质复合材料结构设计和制备[D];北京科技大学;2018年
4 周海洋;钛酸钙基线性电介质陶瓷的储能特性[D];浙江大学;2018年
5 戴玲;提高脉冲电容器储能密度的新方法的研究[D];华中科技大学;2005年
6 魏猛;脉冲功率电容器储能陶瓷介质材料的高压特性研究[D];电子科技大学;2017年
7 李奕良;纤维缠绕飞轮强度分析与高效永磁轴承设计[D];清华大学;2008年
8 张昌海;高储能密度聚偏氟乙烯基复合介质的制备与性能研究[D];哈尔滨理工大学;2017年
9 窦晓亮;高储能有机/无机复合材料的研究[D];北京化工大学;2015年
10 吴洪鹏;石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张小宝;高储能密度云母纸-碳纳米管/氰酸酯多层结构树脂复合材料的研究[D];苏州大学;2018年
2 毕美华;超细晶纳米铁电体改性的高储能密度有机无机复合薄膜[D];北京邮电大学;2019年
3 念雯雯;Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3/PVDF复合材料的制备及其储能性能研究[D];陕西科技大学;2019年
4 吕路路;聚偏氟乙烯介电复合材料的制备及其性能研究[D];成都理工大学;2018年
5 张浩;压接型IGBT动态特性测试平台中高储能密度电感的研究[D];北京交通大学;2018年
6 高阳;BST/ST多层储能介质陶瓷的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2017年
7 孙伟东;聚酰亚胺基复合材料的制备及其高温介电性能[D];清华大学;2017年
8 陈方元;大容量脉冲电容器用高耐压介质材料的研究[D];华中科技大学;2017年
9 赵妍;CaTiO_3陶瓷的性能调控[D];浙江大学;2018年
10 袁美玲;耐高压、高储能密度钛酸钡薄膜电容器的中温制备[D];山东大学;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026