本文主要研究内容
作者唐晓赫（2019）在《氧化石墨烯/聚芳醚腈复合材料的制备及在薄膜电容器中的应用》一文中研究指出：21世纪以来,随着不断增加的能源需求,以及化石燃料带来的环境污染,寻找新的清洁、高效能源迫在眉睫。在新兴的能源当中,薄膜储能电容器拥有的诸多优势使其成为研究热点之一,相比于其它储能装置,薄膜电容器电容量稳定性很高、充放电效率快、制作成本低廉、绿色清洁、有宽广的应用温度范围以及运行性能稳定的优点,在追求高效率且绿色环保的当代社会,薄膜电容器的应用范围逐渐扩大,包括航海、航空、军事等领域,在通讯设备、电子器件装置等民用领域中也发挥着越来越重要的作用。材料学的不断进步带给了薄膜储能电容器丰富的发展空间,在众多的发展方向中,研究出高储能密度的介电材料是提升电子元器件储能特性的核心。聚芳醚腈是一种具有优异性能的特种高分子工程材料。其优良的高热稳定性、力学性能、加工性能等方面满足了薄膜储能电容器的基本要求。然而与大部分聚合物一样,聚芳醚腈的介电常数相比无机陶瓷介电材料要低很多,因此为了提高聚芳醚腈的储能应用,本文通过物理和化学方法对聚芳醚腈材料的介电性能进行提升,获得高储能密度聚芳醚腈材料,以满足其在薄膜电容器中的应用。首先,本文通过2,6-二氯苯腈与联苯二酚反应,制备了联苯型聚芳醚腈,通过红外测试,证明成功合成了联苯型聚芳醚腈。然后采用流延法制作聚芳醚腈薄膜。将得到的聚芳醚腈薄膜与聚丙烯薄膜和聚偏氟乙烯薄膜进行储能性能测试。DSC测试聚芳醚腈玻璃化转变温度为216℃,TGA测试聚芳醚腈分解温度在520℃左右,证明了聚芳醚腈具有优异的热稳定性;力学性能测试结果为拉伸强度为120MPa,说明聚芳醚腈机械性能优异;采用介电测试研究了联苯型聚芳醚腈薄膜的介电-频率与介电-温度的关系并测试了电导率值,聚芳醚腈常温下介电常数约为4,220℃时约为8,测试结果证明聚芳醚腈具有良好的绝缘性且能够在宽频范围(20Hz-200 kHz)和宽温度范围(20-220℃)内使用。常温下聚芳醚腈击穿强度为240kV/mm,在220℃高温下依然有150 kV/mm的强度,证明了聚芳醚腈薄膜在较高温度下仍可以在薄膜电容器中应用。其次,通过前面测试发现聚芳醚腈薄膜的储能密度较低,仅有1 J/cm~3,还无法满足在储能薄膜电容器中的应用,因此本文通过掺杂的方式来提升聚芳醚腈的介电性能。石墨烯是一种具有非常优异导电性的无机材料,但是其在聚合物中分散性很差,在较大填充含量时会影响聚合物的介电损耗及机械性能,因此本文采用包覆法将磺化聚芳醚腈枝接在氧化石墨烯表面,然后以包覆物填充聚芳醚腈,从而获得相容性良好的复合薄膜。对制备的复合薄膜进行测试,结果证明在保证机械性能和热学性能的前提下,在填充含量达到10 wt%时,介电常数提高到了20,从而聚芳醚腈复合材料的储能密度提高到了3.1 J/cm~3。最后,为了进一步提升材料的储能密度,本文采用叠层工艺来提高薄膜的击穿强度。由于工艺及环境限制,我们制备的薄膜内部会产生并存在针孔和杂质,这些针孔和杂质严重影响了薄膜的击穿强度。因此本文利用针孔遮蔽效应来提升薄膜的击穿强度,当复合材料薄膜叠层数达到4时,击穿强度高达270 kV/mm这样在介电常数不变的情况下,成功的将聚芳醚腈薄膜的储能密度提高到了6.5 J/cm~3。通过本研究表明,联苯型聚芳醚腈具有极其优异的综合性能,在储能薄膜电容器方面具有巨大的应用潜力。
Abstract
21shi ji yi lai ,sui zhao bu duan zeng jia de neng yuan xu qiu ,yi ji hua dan ran liao dai lai de huan jing wu ran ,xun zhao xin de qing jie 、gao xiao neng yuan pai zai mei jie 。zai xin xing de neng yuan dang zhong ,bao mo chu neng dian rong qi yong you de zhu duo you shi shi ji cheng wei yan jiu re dian zhi yi ,xiang bi yu ji ta chu neng zhuang zhi ,bao mo dian rong qi dian rong liang wen ding xing hen gao 、chong fang dian xiao lv kuai 、zhi zuo cheng ben di lian 、lu se qing jie 、you kuan an de ying yong wen du fan wei yi ji yun hang xing neng wen ding de you dian ,zai zhui qiu gao xiao lv ju lu se huan bao de dang dai she hui ,bao mo dian rong qi de ying yong fan wei zhu jian kuo da ,bao gua hang hai 、hang kong 、jun shi deng ling yu ,zai tong xun she bei 、dian zi qi jian zhuang zhi deng min yong ling yu zhong ye fa hui zhao yue lai yue chong yao de zuo yong 。cai liao xue de bu duan jin bu dai gei le bao mo chu neng dian rong qi feng fu de fa zhan kong jian ,zai zhong duo de fa zhan fang xiang zhong ,yan jiu chu gao chu neng mi du de jie dian cai liao shi di sheng dian zi yuan qi jian chu neng te xing de he xin 。ju fang mi jing shi yi chong ju you you yi xing neng de te chong gao fen zi gong cheng cai liao 。ji you liang de gao re wen ding xing 、li xue xing neng 、jia gong xing neng deng fang mian man zu le bao mo chu neng dian rong qi de ji ben yao qiu 。ran er yu da bu fen ju ge wu yi yang ,ju fang mi jing de jie dian chang shu xiang bi mo ji tao ci jie dian cai liao yao di hen duo ,yin ci wei le di gao ju fang mi jing de chu neng ying yong ,ben wen tong guo wu li he hua xue fang fa dui ju fang mi jing cai liao de jie dian xing neng jin hang di sheng ,huo de gao chu neng mi du ju fang mi jing cai liao ,yi man zu ji zai bao mo dian rong qi zhong de ying yong 。shou xian ,ben wen tong guo 2,6-er lv ben jing yu lian ben er fen fan ying ,zhi bei le lian ben xing ju fang mi jing ,tong guo gong wai ce shi ,zheng ming cheng gong ge cheng le lian ben xing ju fang mi jing 。ran hou cai yong liu yan fa zhi zuo ju fang mi jing bao mo 。jiang de dao de ju fang mi jing bao mo yu ju bing xi bao mo he ju pian fu yi xi bao mo jin hang chu neng xing neng ce shi 。DSCce shi ju fang mi jing bo li hua zhuai bian wen du wei 216℃,TGAce shi ju fang mi jing fen jie wen du zai 520℃zuo you ,zheng ming le ju fang mi jing ju you you yi de re wen ding xing ;li xue xing neng ce shi jie guo wei la shen jiang du wei 120MPa,shui ming ju fang mi jing ji xie xing neng you yi ;cai yong jie dian ce shi yan jiu le lian ben xing ju fang mi jing bao mo de jie dian -pin lv yu jie dian -wen du de guan ji bing ce shi le dian dao lv zhi ,ju fang mi jing chang wen xia jie dian chang shu yao wei 4,220℃shi yao wei 8,ce shi jie guo zheng ming ju fang mi jing ju you liang hao de jue yuan xing ju neng gou zai kuan pin fan wei (20Hz-200 kHz)he kuan wen du fan wei (20-220℃)nei shi yong 。chang wen xia ju fang mi jing ji chuan jiang du wei 240kV/mm,zai 220℃gao wen xia yi ran you 150 kV/mmde jiang du ,zheng ming le ju fang mi jing bao mo zai jiao gao wen du xia reng ke yi zai bao mo dian rong qi zhong ying yong 。ji ci ,tong guo qian mian ce shi fa xian ju fang mi jing bao mo de chu neng mi du jiao di ,jin you 1 J/cm~3,hai mo fa man zu zai chu neng bao mo dian rong qi zhong de ying yong ,yin ci ben wen tong guo can za de fang shi lai di sheng ju fang mi jing de jie dian xing neng 。dan mo xi shi yi chong ju you fei chang you yi dao dian xing de mo ji cai liao ,dan shi ji zai ju ge wu zhong fen san xing hen cha ,zai jiao da tian chong han liang shi hui ying xiang ju ge wu de jie dian sun hao ji ji xie xing neng ,yin ci ben wen cai yong bao fu fa jiang huang hua ju fang mi jing zhi jie zai yang hua dan mo xi biao mian ,ran hou yi bao fu wu tian chong ju fang mi jing ,cong er huo de xiang rong xing liang hao de fu ge bao mo 。dui zhi bei de fu ge bao mo jin hang ce shi ,jie guo zheng ming zai bao zheng ji xie xing neng he re xue xing neng de qian di xia ,zai tian chong han liang da dao 10 wt%shi ,jie dian chang shu di gao dao le 20,cong er ju fang mi jing fu ge cai liao de chu neng mi du di gao dao le 3.1 J/cm~3。zui hou ,wei le jin yi bu di sheng cai liao de chu neng mi du ,ben wen cai yong die ceng gong yi lai di gao bao mo de ji chuan jiang du 。you yu gong yi ji huan jing xian zhi ,wo men zhi bei de bao mo nei bu hui chan sheng bing cun zai zhen kong he za zhi ,zhe xie zhen kong he za zhi yan chong ying xiang le bao mo de ji chuan jiang du 。yin ci ben wen li yong zhen kong zhe bi xiao ying lai di sheng bao mo de ji chuan jiang du ,dang fu ge cai liao bao mo die ceng shu da dao 4shi ,ji chuan jiang du gao da 270 kV/mmzhe yang zai jie dian chang shu bu bian de qing kuang xia ,cheng gong de jiang ju fang mi jing bao mo de chu neng mi du di gao dao le 6.5 J/cm~3。tong guo ben yan jiu biao ming ,lian ben xing ju fang mi jing ju you ji ji you yi de zeng ge xing neng ,zai chu neng bao mo dian rong qi fang mian ju you ju da de ying yong qian li 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自电子科技大学的唐晓赫，发表于刊物电子科技大学2019-07-17论文，是一篇关于聚芳醚腈论文,氧化石墨烯论文,介电性能论文,储能密度论文,针孔遮蔽效应论文,电子科技大学2019-07-17论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自电子科技大学2019-07-17论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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