PVDF复合PVP包覆BaZr_(0.2)Ti_(0.8)O_(3)纳米纤维薄膜的介电储能性能研究OA
目的随着功率型电子器件向小型化与轻量化方向快速发展,对聚合物电介质复合薄膜的储能性能提出了更高的要求。方法采用静电纺丝法制备了Ba Zr_(0.2)Ti_(0.8)O_(3)(BZT)纳米纤维(NF),并通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对其表面进行包覆改性,利用流延工艺制备了PVDF复合薄膜。结果实验结果显示:所制备的BZT NF呈现出良好的一维形貌特征,直径分布为70~130 nm,长度介于2~6μm。由于PVP分子中的官能团可与BZT表面发生相互作用,成功构建出核壳结构的BZT@PVP NF。该表面改性提升了填料在基体中的分散性,增强了两相的界面结合。随着改性填料含量的增加,复合薄膜的介电常数逐步上升。当BZT@PVP NF填充量为7.5%(体积分数)时,该PVDF复合薄膜介电常数达22.1,同时表现出较低的介电损耗和更高的击穿强度。在填充量仅为2.5%(体积分数)时,复合薄膜的储能密度提升至7.41 J/cm^(3),相较纯PVDF提高了163%。性能提升归因于PVP包覆层的作用,一方面增强了填料与基体之间的界面相容性,另一方面有效阻隔了填料间的接触,抑制了漏电流的产生。有限元模拟进一步证实,PVP改性有助于优化复合体系内部的电场分布,显著提高复合薄膜的耐击穿场强。结论通过PVP表面包覆改性,可有效调控BZT NF的界面特性,提升复合材料的储能性能,可为高性能聚合物电介质材料的设计与开发提供参考。
陈铃;刘兴博;郭旭;李龙;白旭春;王坤;王娇;刘少辉
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通用工业技术
复合薄膜锆钛酸钡储能性能纳米纤维表面改性介电性能
《表面技术》 2026 (10)
P.250-259,10
河南省科技攻关计划项目(252102231014,262102231004)河南省大学生创新训练计划项目(202611517001)河南省高等学校重点科研项目(26A430004)。
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