《磁場對聚乙烯/BiFeO3複合材料介電特性影響的機理研究》是依託哈爾濱理工大學，由宋偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磁場對聚乙烯/BiFeO3複合材料介電特性影響的機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋偉
- 依託單位：哈爾濱理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以低密度聚乙烯（LDPE）為基體，多鐵材料鐵酸鉍（BiFeO3）為無機填充相，製備BiFeO3/LDPE電介質材料。擬利用BiFeO3材料在室溫下具有鐵電性和反鐵磁性，在外磁場下可誘發鐵電性，改變介質的電極化的性質；同時，在外磁場作用下聚合物基體結晶度、非晶區的斂集密度、結晶的細化程度等均發生變化；BiFeO3在LDPE基體中的分布狀態、界面狀態等也發生改變，以此開展磁場誘導下對複合材料介電性能產生影響的研究。本項目採用溶膠-凝膠法和水熱合成法分別製備納米和微米BiFeO3顆粒進行摻雜，分別在室溫和高溫下施加恆溫磁場，研究不同磁化條件下，基體聚集態結構、基體與填充相界面、不同粒徑填充相的磁化率變化，對BiFeO3/LDPE電介質材料的擊穿、老化、電導等介電特性的影響，對此新型電介質的介電特性進行初步探索研究，為其套用提供必要的基礎數據。
結題摘要
磁化處理對BiFeO3/LDPE納米複合電介質材料的介電性能會產生影響。本課題採用檸檬酸溶膠-凝膠法製備了粒徑為50-200nm的BiFeO3粉體，通過系列測試手段確定了前驅液的pH值、反應溫度、反應時間、乾凝膠的煅燒溫度、煅燒時間等最佳反應條件。根據基體與填充相各自特點，又採用了溶-融共混法，製備了BiFeO3/LDPE複合材料，並在室溫和熔融溫度以上對其進行磁化處理。再對磁化後的複合材料進行交流擊穿和電導電流介電性能的測試。結果顯示高溫磁化處理對複合材料的聚集態有很大的影響，改變了納米BiFeO3在LDPE基體中的分布狀態，同時還降低了複合材料的結晶度；複合材料的交流擊穿場強較LDPE基體有所改善，磁場處理後的複合材料改善效果最為明顯；在高電場強度下，複合材料的電導電流是LDPE的1/12~1/4，磁化對電導電流的影響較小。綜合上述結果，本研究為外磁場對電介質材料介電性能影響進行初步探索性研究，提供了必要的基礎研究數據。同時對於認識多鐵性材料改善聚乙烯介電性提供了重要的啟示性線索。項目資助待發表1篇國際會議論文（已接收），培養在讀碩士生2名。項目投入經費10萬元，支出8.4597萬元，各項支出基本與預算相符。剩餘經費1.5403萬元，剩餘經費計畫用於本項目研究後續支出。
