三明治结构Ba0.6Sr0.4TiO3/聚乙烯化物分层复合材料的制造和高介电性质,具有多层平行接口
Shuhang Liu1, Xin Xu2, Mingyu Peng1
1State Key Laboratory of Solidification Processing, MIIT Key Laboratory of Radiation Detection Materials and Devices, USI Institute of Intelligence Materials and Structure, School of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, Shaanxi, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|October 25, 2024
概括
石酸 (BST) 填充剂的形态显著影响BST/聚乙烯化物 (PVDF) 复合材料的性能. 板状的2D-BST填充器创建并行接口,增强折叠强度和灵活设备中的能量储存.
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
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 在柔性电子产品中,酸/聚乙烯化物 (BST/PVDF) 复合材料至关重要.
- 材料形态学,除了组成和结构之外,对电气性质有重大影响.
研究的目的:
- 研究BST填充物形态 (0D,1D,2D) 对三明治结构BST/PVDF复合材料的微观结构和电特性的影响.
- 阐明填充物形态,界面机制和复合材料分解强度之间的关系.
主要方法:
- 使用磁带造制造三明治结构的BST/PVDF复合材料.
- 整合不同的BST形态:零维 (0D),一维 (1D) 和二维 (2D).
- 微观结构和电性质的表征,包括分解强度,能量储存密度,介电常数,介电损失和可调性.
主要成果:
- 二维 (2D) BST填充剂在三明治结构中形成多尺度并行接口,与0D和1D填充剂不同.
- 这种独特的2D-BST形态显著提高了复合材料的分解强度.
- 使用2D-BST的BST/PVDF复合材料实现了高能量储存密度 (19.71 J/cm3),效率 (85.3%),介电常数 (30.4) 和介电可调性 (93.2%).
结论:
- BST填料的形态是优化BST/PVDF复合性能的一个关键设计参数.
- 板状的2D-BST填充剂为灵活的功能复合材料提供了一条通往优越介电和储能性能的途径.
- 这项研究为开发用于储能和灵活电子应用的先进功能复合材料提供了一种方法.
