【摘要】 分子在交变场中运动或旋转能够引起介电损耗,部分复合材料会表现出介电损耗峰。

分子在交变场中运动或旋转能够引起介电损耗,部分复合材料会表现出介电损耗峰。在聚合物基复合体系中,损耗切线可表示为:

ε"=ε"con+ε"inter+ε"dipole

其中,ε"con代表导电损耗,ε"inter代表界面极化产生的极化损耗,ε"dipole代表偶极损耗。极化损耗和偶极损耗主导了复合材料的介电损耗。在导电填料填充的复合薄膜中,由泄漏电流引起的导电损耗很大程度上决定了介电损耗的大小,当导电填料在聚合物基体中形成导电网络时,会带来高介电损耗,并表现出频率相关性,通过阻断导电网络可以抑制介电损耗。

图1具有弱频率(温度)相关性柔性介电薄膜的组成和性能.

高温下系统的活化能高导致了介电常数和介电损耗的增加。对聚合物而言,当温度低于Tg时,分子链运动受限,介电性能相对稳定;当温度高于Tg时,大分子运动增强,体系内部的极化增强,从而导致介电性能的提高。交联聚合物由于限制分子链的运动,可以改善这种介电行为,Yang等测试了自交联聚芳醚腈的介电性能,发现该薄膜的介电性能具有频率稳定性,但随温度升高,介电常数和介电损耗都增加,当温度处于Tg附近时,介电性能变化缓慢。在复合材料中,填料分散不均匀是影响介电热稳定性的原因之一,尤其是填料含量高时,均匀分散的粒子会阻碍偶极迁移,使薄膜的介电性能在一定温度范围内基本稳定。如果低频下的损耗过程是由电导率引起的,当温度升高时,电导率随之增加,介电损耗就会增加。

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参考文献

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