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颗粒尺寸表面处理对复合材料介电特性的影响5

作者:admin 时间:2019-08-23 08:43   
    BN/环氧树脂复合材料的介质损耗因数随着BN质量分数的增加变化不明显,总体上BN/环氧复合材料的介质损耗因数均小于纯环氧树脂。4种试样的介质损耗因数从大到小依次为纯环氧树脂、表面处理纳米BN/环氧树脂复合材料、微米BN/环氧树脂复合材料、未处理纳米BN/环氧树脂复合材料。各式样的介质损耗因数曲线在电场频率超过10的六次方Hz以后均发生畸变,这是因为电场频率超过10的六次方Hz后试样的复介电常数发生了改变。
    环氧树脂复合材料的介质损耗主要来源于极性基团的电导损耗和松弛极化损耗两部分。由多核模型的分析可知,由于微、纳米BN颗粒的添加增加量对极性集团的约束,使得复合材料内偶极子难以随电场的变化而转动,因此复合材料的松弛极化损耗减小。同时BN粒子的界面作用区使电荷迁移的路径减小,因此电导损耗减小。在两者的共同作用下,环氧树脂复合材料的介质损耗因数降低。而表面处理纳米BN/环氧树脂复合材料由于极性基团较多,所以其介质损耗大于未处理纳米BN/环氧树脂复合材料和微米BN/环氧树脂复合材料。
    纯环氧树脂和BN/环氧树脂复合材料的电导率随着测试电场频率的升高而增加。4种式样的电导率从大到小依次为纯环氧树脂、表面处理纳米BN/环氧树脂复合材料、微米BN/环氧树脂复合材料、未处理纳米BN/环氧树脂复合材料。
颗粒尺寸表面处理对复合材料介电特性的影响5
    随着测试频率的升高,电场变化太快以至于环氧树脂复合材料内载流子跟不上电场的变化,所以复合材料的电导率随着频率的升高而增加。环氧树脂复合材料中参与导电的载流子主要来自于局域态向导带的热激发,载流子的主要疏运方式是跳跃电导,基本过程为:陷阱电子-热激发-导电带子-再入陷-陷阱电子。载流子的迁移率会随着深陷阱数量的增加而降低,并且深陷阱中电子的热激发概率很低。无机颗粒BN的掺杂会通过物理化学作用在环氧树脂复合材料中界面区引入大量的深陷经或使得原有的陷阱能级变深,增强了对试样内载流子的约束,所以在环氧树脂中添加微、纳米BN,会减小复合材料的电导率。
    环氧树脂复合材料内的陷阱主要来源于聚合物BN颗粒之间的界面,采用硅烷偶联剂560对纳米BN进行改性,改变了两者的界面,是的复合材料中引入更多浅陷阱或使得原有的陷阱能级变浅,因为浅陷阱中电子的热激发概率相对较高,且对试样内载流子的约束较小,所以表面处理纳米BN/环氧树脂复合材料的电导率大于微米BN/环氧树脂复合材料、未处理纳米BN/环氧树脂复合材料。
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