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将高k陶瓷或导电纳米颗粒作为填料填充于柔性聚合物中,制备出具备加工性强、质量轻、成本低、与PCB板兼容性高等优点聚合物基介电复合材料,满足电子工业界对轻型化、小型化的主流趋势要求。近年来,聚合物基介电复合材料已逐渐发展成为一个新的研究领域,在高密度存储电容器、人工生物材料、嵌入式无源器件和其他电气设备等应用领域里拥有巨大潜力。在众多类型的聚合物基介电复合材料中,导电填料/聚合物基介电复合材料由于具备较高的介电系数广受领域内研究人员的关注。然而,导电填料/聚合物基介电复合材料在填料含量较高的情况下容易形成导电通路进而出现过高的介电损耗,这大大限制了其在电子工业中的实际应用。因此,为解决这一问题,研究人员提出通过原位复合或表面包覆等方法对导电填料改性。本论文以炭黑(CB)作为导电填料,环氧树脂(Epoxy)作为聚合物基体,制备出CB/Epoxy复合材料。另外,实验分别采用原位复合改性和表面包覆两种方式对炭黑进行处理,制备出CB-SiO2复合填料粒子和CB@TiO2核-壳结构填料粒子,并将其与环氧树脂混合分别制备出CB-Si O2/Epoxy复合材料和CB@TiO2/Epoxy复合材料。研究表明,添加CB-SiO2复合填料粒子能够使环氧树脂基复合材料的介电系数得以提升,由于界面极化效应的增强和微电容容量的强化,CB-SiO2/Epoxy复合材料相比CB/Epoxy复合材料具有更高的介电系数、较低的渗流阈值和较低的介电损耗。但当CB-SiO2粉体添加量较大时,复合材料的介电损耗也比较高。添加CB@TiO2核-壳颗粒同样有利于提高复合材料的介电系数。CB@TiO2可以为复合材料引入更多的界面,同时增强填料与聚合物基体的相容性,CB@TiO2/Epoxy复合材料相比CB/Epoxy复合材料具有更高的介电系数,但对于介电系数的提升程度低于CB-SiO2/Epoxy复合材料。同时,由于二氧化钛绝缘层将炭黑团聚体包裹住,避免炭黑之间的直接接触,降低了材料的电导损耗。因此,表面包覆改性炭黑颗粒可以较为有效地提高其聚合物基复合材料的介电系数,同时保证了材料具有较低的介电损耗。为进一步探究CB@TiO2核-壳颗粒的功能,实验制备出CB@TiO2/BaTiO3/Epoxy复合材料。将钛酸钡含量固定为30 vol%时,增加CB@TiO2的体积分数在一定程度上可以增加复合材料的介电性能。在测试频率为1kHz下,CB@TiO2的添加量为20 vol%的CB@TiO2/BaTiO3/Epoxy复合材料介电系数达到了32.14,介电损耗仅为0.016。