聚合物/纳米粒子高介电复合薄膜的外场调控制备和场致渗流效应研究

在保持聚合物优异特性的同时提高它的介电性能是当前电子材料发展的一个重要问题。利用陶瓷粒子的高介电性和导电粒子的渗流效应，通过填充陶瓷粒子和导电粒子是提高聚合物介电常数的两种重要方法。然而，陶瓷粒子的加入在很大程度上破坏了聚合物的柔韧性和机械性能，而一般的聚合物/金属纳米粒子的渗流阈值比较高。因此，本项目利用聚合物和纳米粒子对外加电场和磁场的响应，开展聚合物/纳米粒子复合介电薄膜的外场调控制备研究，在填充量远小于渗流阈值时利用外场诱导渗流效应，实现介电常数的增加，并摸索外场诱发条件，探讨场致渗流转变的物理规律；研究不同外场条件下复合薄膜的结构性能特征，模拟分析复合薄膜各种微结构的形成机制，明确外场对薄膜微观结构的调制作用，获得复合薄膜微观结构的外场调控方法，建立微观结构与宏观性能之间的关联，探索高介电性能的复合材料的外场作用机制，为高介电聚合物基电介质材料的制备提供指导。

如何在保持聚合物优异特性的同时极大地提高聚合物的介电常数是当前高储能密度材料研究的一个重要课题。通过本项目的实施，发现了聚合物基电介质复合材料的场致渗流效应，为深入探讨研究渗流现象的类型及应用提供了实验基础，对研究渗流现象的一般普适性规律和理论具有一定的参考价值；实验上发现的介电常数剧增、介电损耗控制的相关结果，拓展了PVDF及复合材料在大功率电容器方面的应用；项目所探讨发现的对介电性能及微观结构的外场调控技术，对进一步改进聚合物基电介质材料的介电性能具有很好的指导作用和借鉴作用。