硅烷偶聯(lián)劑KH-550對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和介電性能影響

  嵌入式電容器技術(shù)與傳統(tǒng)分立式電容器技術(shù)相比,不僅能夠提高封裝密度和電性能,而且降低了組裝成本。開發(fā)滿足于電性能、可靠性及加工要求的電介質(zhì)材料是實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。陶瓷/ 聚合物高介電復(fù)合材料由于綜合了聚合物低的加工溫度和陶瓷高的介電常數(shù)的優(yōu)點(diǎn),而有望在未來電子工業(yè)領(lǐng)域, 特別是嵌入式電容器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

  研究顯示, 陶瓷顆粒的分散性是決定陶瓷/ 聚合物復(fù)合材料介電性能的一個(gè)重要因素。但是,由于陶瓷與聚合物不相容性, 陶瓷粉體容易團(tuán)聚, 在材料內(nèi)部形成大量的孔洞, 結(jié)果降低了復(fù)合材料的介電常數(shù),同時(shí)也給材料的加工性能帶來不良影響。目前,國(guó)內(nèi)外已研究采用偶聯(lián)劑、分散劑及表面活性劑等對(duì)陶瓷粉體進(jìn)行表面處理, 以提高陶瓷粉體在聚合物中分散性。這些研究結(jié)果表明,復(fù)合材料介電性能與陶瓷粉體的用量以及改性的官能團(tuán)有關(guān)。

  偶聯(lián)劑KH-550的用量對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌有很大影響。用量為1 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ,復(fù)合材料的微觀形態(tài)較為理想,而使用過量的偶聯(lián)劑會(huì)引起聚合物聚集, 使材料內(nèi)部孔洞明顯增加。

  硅烷偶聯(lián)劑KH-550引起復(fù)合材料內(nèi)部電荷分布及晶體軸率發(fā)生相應(yīng)變化; 復(fù)合材料在外電場(chǎng)作用下極化率和極化度增加,從而極大地提高了材料的介電常數(shù)。

  偶聯(lián)劑KH-550的用量對(duì)復(fù)合材料的介電性能有很大的影響, 制備Ba TiO3 / PVDF 復(fù)合材料適宜的偶聯(lián)劑用量為1 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ;在40 %(體積分?jǐn)?shù))Ba TiO3 時(shí),該復(fù)合材料的介電常數(shù)高達(dá)51。