制备基于低k化纳米板的高k聚合物复合材料,具有高连接性的板状结构
Ruolin Han1, Jiafei Ren1, Zheng Zhou1
1College of Material Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|July 1, 2023
概括
研究人员使用低k化纳米板开发了一种新型高介电常数聚合物复合物. 这种新材料超越了传统的复合材料,通过受控的微观结构和表面化学,提供了增强的介电特性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 在聚合物复合材料中增强介电反应通常涉及高k陶填充剂,如BaTiO3和CaCu3Ti4O12.
- 低k材料如化 (BN) 通常不被认为可以提高介电常数.
研究的目的:
- 使用低k化 (BN) 开发一种高k聚合物复合物,具有受控的微观结构和表面.
- 研究由此产生的复合材料的介电性质,并与传统材料进行比较.
主要方法:
- 通过双向冷和冷干燥制备状化纳米板 (BNNS) 气凝.
- 气凝的化,以创建带有基基的BNNS骨架.
- 在真空中浸环氧树脂 (EP) 进入BNNS骨架,然后进行固化以形成状结构的BNNSs/EP (LBE) 复合材料.
主要成果:
- 含有10%重量的BNNS的LBE复合物在10^3Hz时实现了8.5的介电常数,比纯EP增加了2.7倍.
- 实验数据和有限元素模拟表明,层状微观结构和表面基团是关键因素.
- 高度连接的状BNNS骨架增强了内部电场和极化,而基组进一步改善了极化.
结论:
- 展示了一种创建高k聚合物复合材料的新策略,使用低k BNNS 与量身定制的微观结构和表面化学.
- 薄膜结构和BNNS的基功能化对于显著增强介电常数至关重要.
- 这种方法为设计超越传统填料复合材料的先进介电材料提供了新的途径.
