【摘 要】
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拥有超快放电速率以及超高功率密度的聚合物薄膜电容器,在脉冲功率技术、先进电力与电子系统等诸多领域中发挥着关键的作用.本工作采用溶液刮涂的方法,制备了柔性全有机热塑性聚氨酯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(TPU/P(VDF-HFP))复合薄膜,并结合多种表征手段系统地研究了复合薄膜的微观特性、介电特性、绝缘特性、储能特性以及力学性能.系统观察和测试结果表明:适量热塑性聚氨酯添加到P(VDF-HFP)中,能够形成分散性和相容性均十分优异的两相交联结构,从而进一步提高复合材料的电学、储能、力学等性能.在P(VDF-HF
【机 构】
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清华大学电机工程与应用电子技术系 电力系统国家重点实验室 北京100084;西安科技大学化学与化工学院 西安710054
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拥有超快放电速率以及超高功率密度的聚合物薄膜电容器,在脉冲功率技术、先进电力与电子系统等诸多领域中发挥着关键的作用.本工作采用溶液刮涂的方法,制备了柔性全有机热塑性聚氨酯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(TPU/P(VDF-HFP))复合薄膜,并结合多种表征手段系统地研究了复合薄膜的微观特性、介电特性、绝缘特性、储能特性以及力学性能.系统观察和测试结果表明:适量热塑性聚氨酯添加到P(VDF-HFP)中,能够形成分散性和相容性均十分优异的两相交联结构,从而进一步提高复合材料的电学、储能、力学等性能.在P(VDF-HFP)中添加2％ (ψ) TPU时,复合薄膜的特征击穿强度为450 MV/m,对应的放电能量密度为7.03 J/cm3,分别提高了25.35％和49％.此外,复合材料的机械性能也随着TPU的添加得到一定程度的提高,TPU-2％ (ψ)/P(VDF-HFP)复合薄膜的杨氏模量、抗拉强度以及断裂伸长率分别达到591.22 MPa,25.6 MPa,362％.通过以上表征分析,发现在聚合物中添加弹性体橡胶能够形成具有高击穿强度、高能量密度以及高充放电效率等优点的柔性电介质材料,有望在大规模的工业生产中获得较好的应用.
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