纳米颗粒的表面聚合物改性对复合电介质电气特性与热物理性能的影响

本课题通过揭示聚合物改性的纳米颗粒对复合电介质的电气特性与热物理性能的影响为出发点，研究纳米复合介质的微结构特别是界面结构与电气特性以及热物理性质的关系。选用氮化硼为纳米颗粒,通过化学手段对其进行表面聚合物接枝改性，制备一系列的环氧纳米复合介质，重点研究接枝聚合物的物理化学性质对复合介质电气特性与热物理性能的影响；研究接枝聚合物层的厚度对纳米复合介质的电气特性与热物理性质的影响；研究复合介质的电击穿强度与导热性能增强的机理；研究纳米颗粒的聚合物接枝改性对复合介质界面热阻的影响；研究颗粒的尺寸和形状对纳米复合介质的电气特性与热导的影响；为最终制备具有预期电气特性与热物理特性的聚合物复合电介质材料提供理论和实验依据。

以氮化硼或氮化铝为纳米颗粒,对其表面进行改性，制备了一系列的环氧(纳米)复合材料。研究了表面改性对(纳米)复合材料热性能以及介电性能的影响；研究了改性剂的物理化学性质对(纳米)复合材料介电与热学性能的影响；通过调控颗粒的表面化学获得了理想性能的绝缘材料。发展了一系列制备高性能介电纳米复合储能材料的方法。这些方法包括：原子转移自由基聚合方法，可逆加成-断裂链转移自由基聚合方法，一核多壳方法，制备卫星状复合纳米颗粒的方法，调节纳米颗粒的表面化学等。采用这些方法制备的纳米复合材料，不仅具有高的介电常数，还具有低的介电损耗和高的击穿强度，能大幅度提高纳米复合材料的储能密度。另外，也研究了界面区的物理化学性质对纳米复合材料介电和储能特性的影响。