DOI:10.1016/j.coco.2020.100411
在此,研究者證實了通過結合獨特的雜化納米纖維,即含Ag納米粒子的BaTiO3(Ag@BaTiO3,Ag@BT)納米纖維,可以顯著改善聚偏氟乙烯(PVDF)基復合材料的介電性能,Ag@BT納米纖維由同軸靜電紡絲技術和隨后的煅燒工藝制備而成。研究發現,BaTiO3納米纖維上的Ag納米顆粒對其介電性能起著綜合性的作用,包括雜化納米纖維的更好分散可導致電場的均勻性,雜化區域中電荷轉移復合物的形成增強了界面極化以及Ag納米顆粒的庫侖阻斷效應進一步抑制了界面電荷的積累。研究結果顯示,PVDF/Ag@BT復合材料具有38.87@1 kHz的高介電常數和0.02@1 kHz的低損耗。
圖1.(a)前驅體納米纖維的TGA曲線,(b)Ag@BT納米纖維的制備示意圖,(c)Ag@BT納米纖維的SEM圖像,(d)相應尺寸分布,(e)在較高放大倍率下,單根Ag@BT納米纖維的SEM圖像,(f)Ag@BT納米纖維的WAXD圖案,(g)Ag@BT納米纖維的TEM圖像和(h)HRTEM圖像。Ag@BT納米纖維中Ag含量為0.7wt%。
圖2.顯示(a)PVDF/BT和(b)PVDF/Ag@BT復合材料形態的SEM圖像。納米纖維負載量為10wt%。箭頭指示BT納米纖維(BT NFs)和Ag@BT納米纖維(Ag@BT NFs)。(c和d)PVDF/Ag@BT復合材料的EDS元素映射圖像。Ba映射為綠色(c),Ag映射為藍色(d)。Ag@BT納米纖維中Ag含量為0.7wt%。
圖3.包含不同量納米纖維的PVDF/Ag@BT和PVDF/Ag@BT復合材料的(a,c)介電常數和(b,c)損耗角的頻率依賴性。(e)和(f)分別是PVDF/Ag@BT和PVDF/BT復合材料的介電常數和損耗。Ag@BT納米纖維上的Ag含量為0.7wt%。
圖4.示意圖顯示Ag納米顆粒對PVDF/Ag@BT復合材料介電性能的影響。