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高介电聚合基复合材料在电子与电力工程技术方面的应用非常广泛,其中陶瓷粉体/聚合物基复合材料因其有限的介电性能和机械性能,限制了它的应用范围,已经不能满足现代技术的需求。因此,为了进一步提高材料的介电性能和可加工性能,研究者设计制备了导电填料/聚合物基复合材料,利用导电填料在聚合物基体内渗流效应来提高聚合物的介电性能。本文首先采用Hummers法制备出氧化石墨,经过超声作用后得到氧化石墨烯,接着再利用NaBH4还原制得Ag-石墨烯。以PVDF为基体,利用溶液共混、热压成型的方法制备出Ag-石墨烯/PVDF复合材料。利用FT-IR、Raman、XRD、SEM等方法对相应的材料进行了结构表征,并对Ag-石墨烯/PVDF复合材料的介电性能进行了研究。得到如下结论:(1)氧化石墨烯上含有大量的极性官能团,如–OH、–COOH、C=O等。石墨烯中含氧官能团数量减少,容易团聚。Ag-石墨烯复合材料中随着Ag含量的增加,石墨烯表面的有机含氧官能团含量逐渐减少,Raman光谱强度逐渐加强。(2) XRD结果表明,氧化石墨层间距比石墨的明显增加,石墨烯的层间距处于石墨和氧化石墨之间,通过Raman研究发现,石墨经过氧化后,其石墨化程度降低。氧化石墨还原后得到的石墨烯由于芳香区域尺寸进一步减小,导致石墨烯的石墨化程度进一步降低。(3)在Ag-石墨烯复合材料中Ag粒子的尺寸比纯Ag的小。当加入Ag量少时,Ag粒子均匀负载于石墨烯表面,随着Ag含量的增加,Ag粒子的尺寸也随之增大,而且团聚也越来越严重。Ag-石墨烯/PVDF复合材料中,Ag-石墨烯能够均匀分散在基体PVDF中,但在填充质量分数大时,Ag-石墨烯形成团簇。(4)在1000Hz下Ag-石墨烯/PVDF复合材料的介电常数和介电损耗随Ag-石墨烯质量分数的增加变化趋势基本相同。当达到渗流阈值9%(质量分数)时,介电常数和介电损耗最大,此时介电常数高达710.65,介电损耗为8.93(5)不同Ag-石墨烯含量的Ag-石墨烯/PVDF复合材料的介电常数和介电损耗,均随频率的增加而变小。当质量分数达到渗流阈值的Ag-石墨烯/PVDF复合材料的介电常数和介电损耗随频率的增加降低的幅度最大。