P(VDF-HFP)／BST纳米复合薄膜的制备及介电、储能性能

梅文臣 ，魏金栋 ，柯振瑜 ，胡静

(1.常州大学材料科学与工程学院，江苏省材料表面科学与技术重点实验室，江苏常州 213164；2.奥本大学材料研究与教育中心，美国奥本 36849；3.常州大学材料科学与工程国家实验示范中心，江苏常州 213164；4.常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心，江苏常州 213164)

蓬勃发展的电子工业，对电子材料的性能要求越来越高，提高应用于储能元器件的介电材料的储能密度(U)一直是人们研究的重点[1-2]。线型介电材料的U常用公式U=0.5εrε0E2评估，其中，ε0是真空的介电常数，εr是介电材料的介电常数，E是受到材料击穿强度(Eb)限制的外加电场强度。因此，可以看出，εr和Eb是决定介电材料U的两个重要因素[3-4]。

一般来说，高分子材料具有较高的Eb，但εr较低[5-6]。相反，陶瓷材料，尤其是铁电陶瓷材料，虽然εr较高，但Eb较低[7-8]。所以，从材料性能优势互补的角度讲，将高分子材料和陶瓷材料复合，有望能开发出兼具较高εr和Eb的介电复合材料，从而达到提高材料U的目的[9]。目前，聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物，如聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)[P(VDFHFP)]、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]、聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯)[P(VDF-CTFE)]，因具有较高的、良好的柔韧性和易加工性[9]而受到人们广泛的研究。其中，P(VDF-HFP)具有较弱的磁滞效应，故充电-放电效率(η)较高。而已公开的文献中，提及的陶瓷材料主要包括LiClO4，BaTiO3，(Ba，Sr)TiO3，CaCu3Ti4O12和 Pb(Zr，Ti)O3等。其中，(Ba，Sr)TiO3表现出较高的εr及相对较弱的频率依赖性[10]。

笔者采用溶液铸造法，制备了以P(VDF-HFP)为基体，钛酸钡锶Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)为填料的纳米薄膜材料，并研究了BST含量对薄膜材料介电性能和储能性能的影响。……