国内刊号：11-1801/TB
国际刊号：1000-3851
发布日期:
作者：周文英, 张财华, 李旭, 张帆, 张祥林,
关键词：Si, 聚偏氟乙烯, 界面结构, 核壳结构, 复合材料, 介电性能,
为降低硅粒子/聚偏氟乙烯(Si/PVDF)复合材料体系的介电损耗(tan<i>δ</i>)及提高其击穿强度(<i>E</i><sub>b</sub>)，采用高温氧化及聚苯乙烯(PS)包覆法，制备出两种分别具有SiO<sub>2</sub>单壳及SiO<sub>2</sub>@PS双壳的Si@SiO<sub>2</sub>和Si@SiO<sub>2</sub>@PS核壳结构粒子。采用FTIR、XRD和TEM分析测试了核壳粒子的壳层结构。分析测试证明，Si粒子表面存在SiO<sub>2</sub>和PS壳层。结果表明，相比未改性Si/PVDF复合材料，SiO<sub>2</sub>外壳显著降低和抑制了Si@SiO<sub>2</sub>/PVDF复合材料的tan<i>δ</i>和漏导电流；PS层改进了Si/PVDF复合材料的界面相容性，促进其在基体中均匀分散。双壳结构Si@SiO<sub>2</sub>@PS/PVDF复合材料呈现出最低tan<i>δ</i>和最高<i>E</i><sub>b</sub>。Si@SiO<sub>2</sub>/PVDF和Si@SiO<sub>2</sub>@PS/PVDF复合材料介电性能的改善归因于Si表面SiO<sub>2</sub>及SiO<sub>2</sub>@PS绝缘界面层有效阻止了半导体Si粒子间的直接接触，极大抑制了损耗。此外，Si/PVDF复合材料相界面缺陷减少及界面相容性改善均有效降低了局部电场畸变，提高了体系的<i>E</i><sub>b</sub>。Si@SiO<sub>2</sub>@PS/PVDF复合材料在1 kHz下介电常数高达48，tan<i>δ</i>低至0.07，<i>E</i><sub>b</sub>约为6 kV/mm，在微电子器件及电力设备领域具有潜在的应用价值。
来源：2020年第9期
《复合材料学报》期刊编辑部