协同界面工程和带对齐使PAEK基聚合物纳米复合材料的高温电容性能成为可能
Jian Wang1, Miaomiao Zuo1, Chenyang Tang2
1Ningxia Key Laboratory of Photovoltaic Materials, School of Materials and New Energy, Ningxia University, Yinchuan 750021, China.
ACS applied materials & interfaces
|May 16, 2025
概括
新的聚合物介电纳米复合材料使用功能化化纳米片 (BNNS) 在聚乙烯基 (PAEK) 中显著降低能量损失. 这些材料实现了高能量储存密度和高分解强度,即使在高温下也是如此.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 聚合物介电电容器对于高功率电气系统至关重要,但在高温和电场下遭受导电损失.
- 在极端条件下保持性能的材料的开发对于先进的能量存储至关重要.
研究的目的:
- 设计聚合物介电纳米复合材料,在高温和电场下增强能量储存能力.
- 为了克服聚合物介电材料中导电损失的挑战.
主要方法:
- 制造具有 -NH2和 -F组 (F-BNNS-NH2) 双功能的化纳米片 (BNNS).
- 将F-BNNS-NH2纳入碳酸盐功能化聚乙烯基 (PAEK-COOH) 中,以创建强大的界面结合.
- 调节BNNS频段结构,使用吸收电子的-F组来扩大能量差距 (例如).
主要成果:
- 在BNNS/PAEK复合材料中实现了强大的界面粘合,优异的热稳定性和机械性能.
- 证明了显著抑制导电损耗和增强的能量存储密度.
- 在150°C时实现了600 MV/m的破裂强度,5.58 J/cm3的能量密度和5.01 J/cm3的能量密度,在90%的效率下.
结论:
- 开发的F-BNNS-NH2/PAEK-COOH纳米复合材料为极端条件的能量存储提供了卓越的介电性能.
- 将接口增强与电子结构调节协调,为先进的介电材料提出了新的战略.
