基于PVDF的聚合物复合物的增强电热效应与表面修饰的AlNN
Haitao Jiang1, Rui Peng1, Yuhong Zhu1
1CAS Key Laboratory of Materials for Energy Conversion and Department of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei, 230026, China.
ACS applied materials & interfaces
|November 12, 2024
概括
表面修饰的化纳米颗粒显著增强P(VDF-TrFE-CTFE) 铁电聚合物的电热效应 (ECE) 和导热性. 这一改进归因于加强了纳米粒子-聚合物接口,提高了冷却设备的性能.
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:
- 像P ((VDF-TrFE-CTFE) 这样的Relaxor铁电聚合物显示出电热效应 (ECE) 降温的前景,但其热导率较低.
- 热传输不佳限制了这些聚合物在冷却设备中的实际应用.
研究的目的:
- 通过结合化 (AlN) 纳米颗粒来提高P的热导率和ECE.
- 通过表面修改来解决由弱AlN-聚合物接口引起的减少分解电场.
- 研究纳米粒子尺寸和接口对ECE的影响.
主要方法:
- 对AlN纳米颗粒的表面修改,以改善与P ((VDF-TrFE-CTFE) 矩阵的界面粘合.
- 用不同的AlN纳米粒子尺寸制造复合膜.
- 复合膜的分解电场,ECE和导热性的表征.
主要成果:
- 通过对AlN纳米颗粒的表面修饰,在复合膜中保持了高分解电场 (~240 MV/m).
- 复合材料的ECE和导热率分别提高了44%和55%.
- 随着AlN纳米粒子大小的增加,观察到ECE的减少,突出显示了接口区域的重要性.
结论:
- 表面修饰的AlN纳米粒子有效地提高了铁电聚合物复合材料的ECE和导热性.
- 接口效应,铁电-电相位过渡和朱尔加热是影响这些复合材料中ECE的关键因素.
- 优化接口区域对于最大限度地提高纳米粒子聚合物复合材料的电热冷却性能至关重要.
