高储能密度电容器材料
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2012-4-24 15:58
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材料, 聚合物, 电子电路, 电容器, 压电陶瓷
目前,电容器已经广泛应用于通讯、电脑、家电、汽车、工业仪器仪表、高铁、军工等众多领域,是电子设备不可缺少的元器件之一。电子电路的集成化和小型化,对电容器提出了更高的要求,使其向小型化、高容量、低成本、多功能化等方向发展。高储能密度电容器具有充放电速度快、抗循环老化、性能稳定等优点,可作为电子设备的小型化电源。电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的,其性能主要取决于介电材料。要获得高储能密度的电容器,必须研究高储能密度介电材料,提高其介电常数和击穿强度,以获得体积小而储能密度大的电容器。
BaTiO3是使用最早和最广泛的电容器介电材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”,其优点是具有高介电常数和低介电损耗。自从被发现以来,其制备和应用一直是国内外研究的热点。近年来,随着高储能密度介电材料研究的深入,对BaTiO3介电材料提出了更高的要求,陶瓷颗粒降低到微米级甚至纳米级。纳米BaTiO3介电材料具有更优异的性能,被广泛应用于制造多层陶瓷电容器、压电陶瓷及聚合物基复合材料。
作为高密度储能介电材料,纳米
BaTiO3还存在不足,如BaTiO3的成型温度较高、不易成膜,因此,近年来对纳米BaTiO3的研究主要集中在改性上。目前主要通过掺杂改性提高储能密度,然而通过掺杂改性提高其介电性能发展空间有限。考虑到聚合物介电材料具有高击穿强度,研究者正致力于将具有高介电常数的陶瓷介电材料和高击穿强度的聚合物介电材料复合,研制出兼具高介电常数和高击穿强度的新型高储能密度纳米BaTiO3基复合介电材料,这已成为当前研究关注的热点。
本期第65—71页刊登的王亚军、武晓娟、曾庆轩的综述论文“高储能密度钛酸钡基复合材料”,对近年来高储能密度介电材料的研究发展进行了概述,主要讨论了对BaTiO3的改性,BaTiO3/聚合物复合材料的制备以及其影响因素等,认为解决BaTiO3粒子在聚合物基体中的分散、填料和聚合物基体的选择以及制备过程中工艺条件的控制是研究兼具高击穿强度和高介电常数复合材料的发展方向。本期封面图片由王亚军提供,金功博设计。
(责任编辑 代丽)
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