2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、隨著電子和電源系統(tǒng)的發(fā)展,電介質(zhì)儲(chǔ)能材料受到越來(lái)越多的關(guān)注。期望其具有高儲(chǔ)能密度,高充放電效率,高擊穿強(qiáng)度和高工作溫度等性能。與傳統(tǒng)的陶瓷材料相比,聚合物電介質(zhì)材料成本低,具有高擊穿強(qiáng)度,低介電損耗,良好的失效性等。開(kāi)發(fā)介電聚合物的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是在高電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)高儲(chǔ)能密度并維持低介電損耗。傳統(tǒng)的介電聚合物(BOPP)具有較低的介電常數(shù)(約23)和儲(chǔ)能密度(<3J/cm3)。因此,本文采用具有較高介電常數(shù)的聚合物P(VDF-HFP)作為

2、基體,與不同的聚合物進(jìn)行共混,通過(guò)不同的加工方法和微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控,制備具有高儲(chǔ)能密度且低能量損耗的聚合物復(fù)合薄膜。具體研究?jī)?nèi)容如下:
  通過(guò)溶液共混的方法制備了P(VDF-HFP)/PC復(fù)合薄膜。結(jié)果表明,PC形成球形相均勻地分散在P(VDF-HFP)中。隨著PC含量的增加,P(VDF-HFP)發(fā)生相轉(zhuǎn)變并形成少量的-2b晶體,其結(jié)晶度和結(jié)晶溫度降低。復(fù)合薄膜的介電常數(shù)、介電損耗和居里溫度都有所降低,而使得其介電性能具有良好的溫度

3、穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。同時(shí),復(fù)合薄膜的擊穿強(qiáng)度增加。另外,對(duì)復(fù)合薄膜的電滯回線測(cè)試發(fā)現(xiàn)剩余極化明顯降低,滯后環(huán)面積減小,電滯回線趨向于線性電介質(zhì)。在7%PC時(shí),復(fù)合薄膜在325MV/m下放電能量密度達(dá)到5.88J/cm3,放電效率為60.68%。
  采用溶液共混的方法制備了相容性良好的P(VDF-HFP)/PMMA復(fù)合薄膜。結(jié)果表明復(fù)合材料發(fā)生相轉(zhuǎn)變,并形成了高含量的新型-2b晶體。隨著PMMA含量的增加,復(fù)合薄膜的結(jié)晶度下降,但

4、熔融溫度增加。復(fù)合薄膜的介電常數(shù)和損耗也都有所降低,但介電性能的溫度穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性提高。同時(shí),復(fù)合薄膜的擊穿強(qiáng)度顯著提高,在10%PMMA時(shí),擊穿強(qiáng)度高達(dá)542.62MV/m。對(duì)復(fù)合薄膜的儲(chǔ)能性能研究發(fā)現(xiàn)剩余極化和矯頑電場(chǎng)顯著降低,電滯回線趨向于線性電介質(zhì)。當(dāng)PMMA含量為10%及以上時(shí),復(fù)合薄膜的放電效率在300MV/m下仍然高達(dá)80%,遠(yuǎn)高于P(VDF-HFP)在267MV/m下的45%。
  利用雙向同步拉伸機(jī)制備相容性

5、良好的P(VDF-HFP)/PMMA復(fù)合薄膜。結(jié)果表明,在雙向拉伸和PMMA的作用下復(fù)合薄膜形成了一定量的-2b晶體,晶粒細(xì)化且結(jié)晶度降低。雙向拉伸復(fù)合薄膜的介電常數(shù)和損耗都降低,其具有良好的溫度穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性。同時(shí),擊穿強(qiáng)度顯著增加,在10%PMMA時(shí),擊穿強(qiáng)度高達(dá)561.04MV/m。另外,雙向拉伸復(fù)合薄膜的剩余極化和矯頑電場(chǎng)都明顯降低,電滯回線趨向于線性電介質(zhì)。當(dāng)PMMA含量為10%時(shí),雙向拉伸復(fù)合薄膜在575MV/m下放電能

6、量密度達(dá)到17.7J/cm3,其放電效率依然保持在65%以上。
  介電松弛譜研究結(jié)果表明:溶液法的P(VDF-HFP)/PC復(fù)合薄膜復(fù)介電常數(shù)虛部在高溫時(shí)隨頻率增加呈線性減小,其直流電導(dǎo)率隨溫度的增加向高頻延伸。隨著PC的加入,復(fù)合薄膜的介電松弛時(shí)間變寬,松弛強(qiáng)度和激活能都增加,這表明復(fù)合薄膜松弛行為的多重性。溶液法的P(VDF-HFP)/PMMA復(fù)合薄膜發(fā)現(xiàn)三種松弛過(guò)程:a、c和電導(dǎo)率松弛。隨著PMMA的加入,a和c的松弛時(shí)間

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