本技术:
涉及一种介电材料,特别是涉及一种pvdf-trfe复合薄膜及其制备方法。
背景技术:
储能材料作为一种应用前景广泛的功能型材料,具有非常好的储存电荷和均匀电场功能。电容器是一种重要的储能材料,被广泛应用于航空、家电、交通、通讯等各个领域。电介质材料是电容器一个重要的组成部分,电介质材料的储能性能很大程度上决定了电容器的性能。
单一的电介质材料已经难以满足工业化的需要。质量好、柔韧性好、易于加工成型、介电性能高的聚合物基复合材料因其优异的性能,被广泛应用于电容器、传感器、人工肌肉等领域。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种pvdf-trfe复合薄膜及其制备方法,以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本申请实施例公开一种pvdf-trfe复合薄膜,包括pvdf-trfe基体、以及掺杂于pvdf-trfe基体内的二氧化钛和镍,其中二氧化钛的掺杂量在8~15%,镍的掺杂量在3~7%。
相应的,本申请还公开了一种pvdf-trfe复合薄膜的制备方法,包括:
(1)、制备镍-纳米二氧化钛粉体;
(2)、将制备的镍-纳米二氧化钛粉体溶解在dmf中,加入pvp和pvdf-trfe,在40~60℃条件下超声分散20~30min;
(3)、在70~85℃条件下挥发溶剂;
(4)、于110~140℃退火3~5小时,获得镍和二氧化钛掺杂的pvdf-trfe复合薄膜。
优选的,在上述的pvdf-trfe复合薄膜的制备方法中,所述步骤(1)包括:
s1、称取氢氧化钠,溶入蒸馏水中,搅拌溶解;
s2、将ticl4和硝酸镍缓慢加入氢氧化钠水溶液中水解,然后用电泳脱盐方法使cl离子含量低于50ppm;
s3、将脱去盐的氢氧化钛溶胶在120~200℃条件下晶化12~24小时,即得镍-纳米二氧化钛;
s4、将获得的镍-纳米二氧化钛进行研磨,然后在400~800℃煅烧2~3小时,获得镍-纳米二氧化钛粉体。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明中,镍和二氧化钛可以很好的分散在pvdf-trfe基体中,镍和二氧化钛之间没有团聚现象,所制备的复合膜其介电常数为19.4,介电损耗为1.2。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明:根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
pvdf-trfe复合薄膜包括pvdf-trfe基体、以及掺杂于pvdf-trfe基体内的二氧化钛和镍,其中二氧化钛的掺杂量在10%,镍的掺杂量在4%。
(1)、纳米二氧化钛粉体的制备:
称取氢氧化钠,溶入蒸馏水中,搅拌溶解;
将ticl4和硝酸镍缓慢加入氢氧化钠水溶液中水解,然后用电泳脱盐方法使cl离子含量低于50ppm;
将脱去盐的氢氧化钛溶胶在140℃条件下晶化20小时,即得镍-纳米二氧化钛;
将获得的镍-纳米二氧化钛进行研磨,然后在600℃煅烧2小时,获得镍-纳米二氧化钛粉体。
(2)、将制备的镍-纳米二氧化钛粉体溶解在dmf中,加入pvp和pvdf-trfe,在60℃条件下超声分散20min;
(3)、在85℃条件下挥发溶剂;
(4)、于120℃退火3小时,获得镍和二氧化钛掺杂的pvdf-trfe复合薄膜。
本实施例中,镍和二氧化钛可以很好的分散在pvdf-trfe基体中,镍和二氧化钛之间没有团聚现象,所制备的复合膜其介电常数为19.4,介电损耗为1.2。
实施例2
pvdf-trfe复合薄膜包括pvdf-trfe基体、以及掺杂于pvdf-trfe基体内的二氧化钛和镍,其中二氧化钛的掺杂量在8%,镍的掺杂量在7%。
(1)、纳米二氧化钛粉体的制备:
称取氢氧化钠,溶入蒸馏水中,搅拌溶解;
将ticl4和硝酸镍缓慢加入氢氧化钠水溶液中水解,然后用电泳脱盐方法使cl离子含量低于50ppm;
将脱去盐的氢氧化钛溶胶在200℃条件下晶化24小时,即得镍-纳米二氧化钛;
将获得的镍-纳米二氧化钛进行研磨,然后在800℃煅烧2小时,获得镍-纳米二氧化钛粉体。
(2)、将制备的镍-纳米二氧化钛粉体溶解在dmf中,加入pvp和pvdf-trfe,在60℃条件下超声分散20min;
(3)、在70℃条件下挥发溶剂;
(4)、于110℃退火5小时,获得镍和二氧化钛掺杂的pvdf-trfe复合薄膜。
本实施例中,镍和二氧化钛可以很好的分散在pvdf-trfe基体中,镍和二氧化钛之间没有团聚现象,所制备的复合膜其介电常数为18.8,介电损耗为1.25。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。