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埃爾派知識(shí)課堂:影響復(fù)合材料介電性能的因素有哪些

2021-02-06
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作者:埃爾派
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字體大?。? 12 14 16
材料自身的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)及部分外界因素會(huì)影響復(fù)合材料的介電性能,而最常見(jiàn)的因素主要有這幾種。...

材料自身的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)及部分外界因素會(huì)影響復(fù)合材料的介電性能,而最常見(jiàn)的因素主要有這幾種。

頻率的影響

隨著頻率變化,不同材料的介電性會(huì)表現(xiàn)出不同的變化。介質(zhì)極化產(chǎn)生介電常數(shù),介質(zhì)極化和電導(dǎo)產(chǎn)生介電損耗。其中,最主要的影響因素是界面不均勻性引起的界面極化和偶極極化,因此,頻率對(duì)介電常數(shù)和介電損耗的影響是不容忽視的。

溫度的影響

溫度和頻率相互影響著介電性能。頻率不變時(shí),隨著溫度增大,損耗因子先增大后減小。頻率不同時(shí),一般情況下溫度越高介電常數(shù)和損耗會(huì)越大,在高頻時(shí)損耗因子會(huì)隨著溫度升高先增大后減小。

填料形態(tài)的影響

復(fù)合材料介電性能隨著填料形態(tài)的不同表現(xiàn)出很大的差異。復(fù)合材料介電常數(shù)由低到高依次為:粉末狀<晶須狀<纖維狀填料。由于纖維與晶須填充的復(fù)合材料體系中孔隙較多,導(dǎo)致界面極化的增加。

填料表面處理的影響

填料經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理后對(duì)界面結(jié)合狀態(tài)有明顯改善,從而影響復(fù)合材料的介電性能。當(dāng)填料填充量較低時(shí),由于界面結(jié)合狀態(tài)的優(yōu)化,降低了界面極化,使得體系介電常數(shù)降低;當(dāng)填料填充量較高時(shí),表面處理增加了體系內(nèi)雜質(zhì)極性分子,界面極性基團(tuán)偶極矩增長(zhǎng),使得體系的介電常數(shù)隨改性填料的增加而增加。

填料尺寸和界面的影響

由于界面極化效應(yīng),填料粒徑的減小會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料介電常數(shù)的增大。填料粒徑越小,表面積越大,基體界面面積的擴(kuò)大增強(qiáng)了界面極化效應(yīng)。但填料尺寸降低為納米尺寸時(shí),中間相介電常數(shù)較低,納米復(fù)合材料的介電常數(shù)可能會(huì)低于聚合物。

填料種類(lèi)和負(fù)載水平的影響

復(fù)合材料的介電性能會(huì)隨著填料固有介電常數(shù)的增加而升高,因此,填料含量的增加也會(huì)引起聚合物基復(fù)合材料介電常數(shù)的增加。當(dāng)填料含量增加到一定值時(shí),復(fù)合材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生堆積、團(tuán)聚等缺陷使體系介電常數(shù)下降,力學(xué)性能、加工性能變差。

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