关键词：等效介电常数;;PET板;;铜板;;含金属纤维纱线;;涂层织物;;钛酸钡
摘 要：高介电常数材料已在电子电气和介电储能方面得到极大应用。随着科技日益发展,近年来人们对智能电子设备要求越来越高,开发柔性储能材料、柔性可穿戴电子设备引发研究人员的广泛兴趣。介电常数是描述材料在电场或电磁场下储存能量和吸波性能的重要参数,所以研究纤维基材介电常数对开发柔性储能材料意义重大。本课题围绕纺织用纱线及织物的介电常数展开了系列研究,具体内容如下:首先,对含金属纤维纱线等效介电常数进行研究。基于电容串并联等效介电常数理论模型,通过宽频介电谱仪对含金属纤维纱线/树脂固化样品进行测试,获得含金属纤维纱线的等效介电常数。金属纤维含量、成纱方式、金属纤维种类对纱线等效介电常数均有影响。研究表明金属纤维的引入显著提高了纱线等效介电常数,金属纤维含量及成纱方式对纱线等效介电常数影响更为显著。其次,对高介电常数钛酸钡陶瓷粉体及其金属粉混合涂料的涂层织物介电性能进行了研究。基于现有对高介电常数复合材料的分析,制备了钛酸钡/丙烯酸酯涂层织物,对涂料中钛酸钡填充比、涂层厚度、涂层基布的选择对等效介电常数的影响进行了研究。为了进一步提高等效介电常数,引入具有逾渗效应的纳米银导电颗粒,加入前述涂料,表明Ag/BT/丙烯酸酯三相涂层织物介电性能明显优于BT/丙烯酸酯两相涂层织物。第三,对结构对材料等效介电常数的影响进行了研究,制备了高电容量叉指结构织物。基于电容并联模型,采用金属板和PET板间隔排列方式,制备了叉指结构材料,电容量显著提高,且叉指结构材料电容量理论计算值与实验值一致性良好。进一步构造了多根漆包线平行排列的二维叉指结构材料,材料整体电容量提高,且和两平行导线间的电容计算公式结果一致。进而,在导线的基础上,用导电性能优良的镀银纱线替代导线,构造镀银纱与普通纤维纱线交替排列的叉指结构织物,叉指结构织物电容量较同样当量下普通织物电容量得到显著提高。
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