[發(fā)明專利]一種氮摻雜石墨烯/PVDF復(fù)合介電薄膜及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310481158.0
• 申請(qǐng)日: 2013-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN103500654A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程繼鵬;張孝彬;孫義質(zhì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張孝彬
• 主分類號(hào): H01G4/06
• 分類號(hào): H01G4/06;H01G4/33
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種介電材料，尤其涉及一種高介電材料。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的介電材料通常為陶瓷聚合物材料和介電聚合物基復(fù)合材料，陶瓷聚合物材料介電常數(shù)高，但機(jī)械加工性差、工藝復(fù)雜、難易制備成柔性材料；以金屬顆粒為填料的聚合物基復(fù)合材料是性能優(yōu)異又柔性的高介電材料，但是，隨著現(xiàn)代科技與人類社會(huì)的快速發(fā)展，聚合物薄膜電容器大量應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備、電力系統(tǒng)、混合動(dòng)力汽車、脈沖能量?jī)x器，這種電容器儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)向小體積、高儲(chǔ)能密度、高功率密度方向發(fā)展，對(duì)介電材料提出了更高的技術(shù)要求，要求介電材料高導(dǎo)電率、高強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性并具有一定的阻燃性，現(xiàn)有的介電材料就不能適應(yīng)了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種具有高導(dǎo)電率、高強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性并具有一定的阻燃性的高性能的復(fù)合介電薄膜及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種氮摻雜石墨烯／PVDF復(fù)合介電薄膜及其制備方法，其特征在于：所述的氮摻雜石墨烯／PVDF復(fù)合介電薄膜(以下簡(jiǎn)稱復(fù)合介電薄膜)是在石墨烯晶格中引入氮原子，得到氮摻雜石墨烯，所述的氮摻雜石墨烯與石墨烯具有迥異的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，本發(fā)明是通過(guò)調(diào)整氮摻雜量實(shí)現(xiàn)其在p型和n型半導(dǎo)體之間的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明是采用溶液澆鑄法進(jìn)行制備的，試樣的具體工藝流程如下所示：

(1)將氧化石墨與三聚氰胺按照質(zhì)量比4：1混合，混合后加入到100mL的丙酮溶液中，攪拌5h；加熱煮沸溶液除去丙酮，在干燥箱中干燥后，將樣品置于管式爐中，在N2氣保護(hù)條件下加熱至950℃，保溫0.5h，即獲得氮摻雜石墨烯。

(2)適量氮摻雜石墨烯加入定量乙醇中，超聲分散30min至氮摻雜石墨烯形成均一穩(wěn)定懸浮液；

(3)將適量PVDF加入上述混合液中，加熱到60度以下攪拌，至PVDF完全溶解；

(4)將上述混合液繼續(xù)超聲，并機(jī)械攪拌5min；

(5)將上述混合液澆鑄于玻璃基片上，置于烘箱內(nèi)完全干燥，將復(fù)合膜從玻璃基片上剝下，折疊后置于模具中，熱壓成復(fù)合介電薄膜；

(6)在所述的復(fù)合介電薄膜上涂高純導(dǎo)電銀膠作為用于測(cè)試的電極。

本發(fā)明的有益效果是：由于氮摻雜石墨烯具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率、高比表面積，用其對(duì)聚合物材料進(jìn)行改性可以得到高性能的聚合物基復(fù)合材料，所以氮摻雜石墨烯／PVDF復(fù)合介電薄膜具有高導(dǎo)電率、高強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性并具有一定的阻燃性。

具體實(shí)施方式

下面用一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

一種氮摻雜石墨烯／PVDF復(fù)合介電薄膜及其制備方法，所述的氮摻雜石墨烯／PVDF復(fù)合介電薄膜是在石墨烯晶格中引入氮原子，得到氮摻雜石墨烯，所述的氮摻雜石墨烯與石墨烯具有迥異的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，本發(fā)明是通過(guò)調(diào)整氮摻雜量實(shí)現(xiàn)其在p型和n型半導(dǎo)體之間的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明是采用溶液澆鑄法進(jìn)行制備的，試樣的具體工藝流程如下所示：

(1)將氧化石墨與三聚氰胺按照質(zhì)量比4：1混合后加入到100mL的丙酮溶液中，攪拌5h；加熱煮沸溶液除去丙酮，在干燥箱中干燥后，將樣品置于管式爐中，在N2氣保護(hù)條件下加熱至950℃，保溫0.5h，即獲得氮摻雜石墨烯。

(2)適量氮摻雜石墨烯加入定量乙醇中，超聲分散30min至氮摻雜石墨烯形成均一穩(wěn)定懸浮液；

(3)將適量PVDF加入上述混合液中，加熱到60度以下攪拌，至PVDF完全溶解；

(4)將上述混合液繼續(xù)超聲，并機(jī)械攪拌5min；

(5)將上述混合液澆鑄于玻璃基片上，置于烘箱內(nèi)完全干燥，將復(fù)合膜從玻璃基片上剝下，折疊后置于模具中，熱壓成復(fù)合介電薄膜；

(6)在所述的復(fù)合介電薄膜上涂高純導(dǎo)電銀膠作為用于測(cè)試的電極。

上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，并不是用來(lái)限制本發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍，凡與本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容相同或等同的技術(shù)方案，均應(yīng)包括在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。