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聚合物共混复合电介质材料的结构调控与铁电性能研究开题报告

 2020-02-18 07:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

电介质电容器是一类特殊的,具有极大的功率密度 (高达mw的数量级),高工作电压(高达10kv电压),低损耗(lt;0.02%)和快速充放电的能力的储能设备,在国防和民用电子工业上被广泛用于高频逆变器、脉冲功率系统、无源电子设备。[1-3] 然而,相较于电化学储能设备、燃料电池,电介质电容器在电功率系统中的应用却由于电介质材料较低的储能密度而受限。比如,目前最好的商业静电电容器bopp,储能密度仅能达到2j/cm-3[4]。因此,提高电介质材料的储能密度以得到更可靠的储能设备是研究者关注的重点。

聚合物电介质相比无机陶瓷电介质具有易加工、柔性好、耐高压的特点。[5-6]但由于聚合物相比陶瓷电介质的本征介电常数较低,开发具有高介电常数低损耗的聚合物电介质对于现代先进电力应用,诸如:薄膜电容器[7-9]、电卡制冷[10,11]而言至关重要。

电介质的储能密度ue由施加的电场和产生的电极化决定,其数学表达式为:

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2. 研究的基本内容与方案

研究目的:

在聚合物共混体系中实现新颖铁电性能,提高纯聚合物的储能能力,并研究这种新颖的铁电性与聚合物共混体内部微结构之间的对应关系。

技术方案:

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3. 研究计划与安排

第1-5周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第6-13周:制备具有特定微观结构的聚合物共混电介质薄膜材料,测试复合薄膜材料的介电与储能性能,汇总并分析试验数据;

第14-15周:完成并修改毕业论文;

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4. 参考文献(12篇以上)

1 xin z , bao-wen l , lijie d , et al. superior energy storage performances of polymer nanocomposites via modification of filler/polymer interfaces[j]. advanced materials interfaces, 2018, 5(11):1800096-.

2 zhang x , shen y , zhang q , et al. ultrahigh energy density of polymer nanocomposites containing batio3@tio2 nanofibers by atomic-scale interface engineering[j]. 2015.

3 zhang x , shen y , xu b , et al. giant energy density and improved discharge efficiency of solution-processed polymer nanocomposites for dielectric energy storage[j]. advanced materials, 2016, 28(10):2055-2061.

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