材料自身的物理化学结构及部分外界因素会影响复合材料的介电性能,而最常见的因素主要有这几种。
频率的影响
随着频率变化,不同材料的介电性会表现出不同的变化。介质极化产生介电常数,介质极化和电导产生介电损耗。其中,最主要的影响因素是界面不均匀性引起的界面极化和偶极极化,因此,频率对介电常数和介电损耗的影响是不容忽视的。
温度的影响
温度和频率相互影响着介电性能。频率不变时,随着温度增大,损耗因子先增大后减小。频率不同时,一般情况下温度越高介电常数和损耗会越大,在高频时损耗因子会随着温度升高先增大后减小。
填料形态的影响
复合材料介电性能随着填料形态的不同表现出很大的差异。复合材料介电常数由低到高依次为:粉末状<晶须状<纤维状填料。由于纤维与晶须填充的复合材料体系中孔隙较多,导致界面极化的增加。
填料表面处理的影响
填料经偶联剂表面处理后对界面结合状态有明显改善,从而影响复合材料的介电性能。当填料填充量较低时,由于界面结合状态的优化,降低了界面极化,使得体系介电常数降低;当填料填充量较高时,表面处理增加了体系内杂质极性分子,界面极性基团偶极矩增长,使得体系的介电常数随改性填料的增加而增加。
填料尺寸和界面的影响
由于界面极化效应,填料粒径的减小会导致复合材料介电常数的增大。填料粒径越小,表面积越大,基体界面面积的扩大增强了界面极化效应。但填料尺寸降低为纳米尺寸时,中间相介电常数较低,纳米复合材料的介电常数可能会低于聚合物。
填料种类和负载水平的影响
复合材料的介电性能会随着填料固有介电常数的增加而升高,因此,填料含量的增加也会引起聚合物基复合材料介电常数的增加。当填料含量增加到一定值时,复合材料内部会产生堆积、团聚等缺陷使体系介电常数下降,力学性能、加工性能变差。
信息和纳米技术的高速发展,使嵌入式电容器被广泛应用于各种微电子系统中。而且电子元件的日趋微型化和质轻化,也对器件的集成度、安全性和寿命提出了更高的要求。
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