顆粒尺寸表面處理對復合材料介電特性的影響3
發布時間:2019-09-11
實驗結果和分析
純環氧樹脂和BN/環氧樹脂復合材料的介電常數均隨著測試電場頻率的增加而減小。在環氧樹脂中添加微、納米BN,會使復合材料的介電常數降低,各試樣的介電常數從大到小依次為純環氧樹脂、表面處理納米BN/環氧樹脂復合材料、微米BN/環氧樹脂復合材料、未處理納米BN/環氧樹脂復合材料和微米BN/環氧樹脂復合材料的介電常數均隨著BN質量分數的增加而減小。而表面處理納米BN/環氧樹脂復合材料的介電常數隨著BN質量分數的增加而增大。
由于介電常數由材料內介質極化所決定,因此測試電場頻率對于材料的介電常數具有很大的影響。在頻率較低時,BN/環氧樹脂復合材料內的所有極化過程能跟得上電場的變化速率,極化與電場變化同步,因此所有極化都對介電常數有貢獻。但在高頻時,因為電場變化太快以至于復合材料內部分極化過程跟不上電場變化,優先是表面極化過程,然后是取向極化過程,較后是位移極化過程,從而使得極化對試樣介電常數的貢獻大幅下降。因此,隨著電場頻率的增加,純環氧樹脂和BN/環氧樹脂復合材料的介電常數減小。而微米BN、未處理納米BN的添加會使得環氧樹脂復合材料介電常數隨頻率變化的幅度減小。
納米BN周圍的環氧高分子可分為3層結構,**層為鍵合層,環氧分子與BN表面產生鍵合作用,該層環氧分子**能力較差;**層和第三層分別為半固定層和**層。當BN顆粒分布在環氧樹脂內部時,BN顆粒與聚合物之間的界面效應使高分子鏈段與BN顆粒表面發生鍵合,在環境樹脂內部分子之間形成很強的相互作用區,**了極性基團在電場下的轉向運動和在介質內部的輸運,從而使復合材料的介電常數降低。由于這種對極性基團的**,微米BN/環氧樹脂復合材料、未處理納米BN/環氧樹脂復合材料的極性基團難以隨著電場變化轉向,所以微米BN/環氧樹脂復合材料、未處理納米BN/環氧樹脂復合材料的介電常數小于其他兩種試樣,且隨頻率變化的幅度也小于另外兩種試樣。