基于提高BT/PVDF复合材料介电常数的材料结构设计与性能研究

从增加界面极化的角度出发,设计了两层和三层的钛酸钡/聚偏氟乙烯(BT/PVDF)复合材料,分别表示为PVDF||BT/PVDF和PVDF||BT/PVDF||PVDF,并通过溶液浇铸法结合旋涂法来制备这些层状复合材料。对复合材料中BT含量分别为7 vol%~45 vol%的复合材料进行了介电性能测量,结果表明,当总材料厚度相同时,一层、两层及三层复合材料介电常数分别为7~39、13~50和14~79,且都随BT含量和材料层数的增加逐步增大。多层BT/PVDF复合材料在40~1000 Hz范围内的介频谱测量结果显示,所制备的复合材料(BT,15 vol%)表现出强烈的极化弛豫现象,两层和三层材料表现更强,说明所设计材料的界面极化强度随结构的复杂程度而增强,由此导致复合材料介电常数的提高。本研究还测量了BT含量为7 vol%~45 vol%的3种复合材料的击穿性能,结果发现,当BT含量从7%增加到23%时,复合材料的击穿场强虽然呈下降趋势,但整体保持在100~45 k V/mm范围内。三层BT/PVDF复合材料击穿性能优于两层材料,说明所设计的多层结构对击穿性能影响较小。