复合材料学报

作者：朱新丰, 曲鹏, 彭晓晗, 杨冰, 张美玉, 刘晓林,

关键词：无机/有机介电复合材料, 有限元法, 填料形貌, 介电常数, 电场分布,

为了开发高储能密度的无机/有机介电复合材料，本文采用有限元法分别研究了直径为100 nm的球形填料与基体介电常数的比值（k）、球形填料在复合材料中的排列方式、球形填料尺寸（100~300 nm）、纤维状填料长径比（α）和片状填料的球形度（β）对复合材料介电性能的影响。计算结果表明，当k值大于20时，复合材料的介电常数变化不明显；球形填料沿电场方向成链式排列时，复合材料有较大的介电常数，且材料中球形填料附近处存在较大的电位移和较大的电场，说明这种填料排列方式有利于材料介电常数的提高，但会削弱材料的耐击穿能力；当球形填料随机分布时，颗粒尺寸变化对复合材料介电常数的影响不明显。对于纤维状填料，其长径比α越大且长轴沿电场方向分布时，填料自身及周边会产生较大的电位移，表明这种情况有利于复合材料介电常数的提高。对于片状填料，其球形度β越小，填料与基体界面处高电场区域越小，表明材料的耐击穿能力越高。本研究可为高介高储能材料的实验研究提供理论指导。

来源：2019年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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