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柔性复合电介质GQDs/BTO/PVDF制备及介电储能性能研究

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基于渗流阈值理论,采用FTIR、TEM、SEM、LCR数字电桥测试仪和铁电压电测试仪等测试技术,探讨BTO含量和纳米量子点种类对GQDs/BTO/PVDF复合体系介电性能的影响。研究结果表明:随着BTO质量分数的增加,体系的相对介电常数呈现先增后减的趋势,在BTO质量分数为10%时达到最大值290(5 kHz时),而介电损耗则呈现出先减小后增大的变化规律;由于―NH2官能团的引入,GQDs的电子结构被改变,从而提高了电荷传输效率;量子点材料的加入不仅能够维持高击穿场强,而且能提高BTO在基体中的分散性和体系的相对介电常数,GQDs-NH2/BTO/PVDF体系的介电性能优良,在5 kHz时相对介电常数达4 713,有限元数值分析结果验证了介电性能的提升机理。GQDs-NH2/BTO/PVDF复合膜在210 kV/mm的外加电场下,储能密度达2。57 J/cm3,能量效率达78。8%。

熊崇浩、顾旭航、张帆、胡海龙、罗行、张斗

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中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083

中南大学航空航天技术研究院,湖南长沙,410083

中南大学粉末冶金研究院,湖南长沙,410083

纳米量子点 介电储能 钛酸钡 石墨烯量子点 柔性介电材料

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2024

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中南大学学报(自然科学版)
中南大学

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CSTPCD北大核心
影响因子:0.938
ISSN:1672-7207
年,卷(期):2024.55(8)
熊崇浩,顾旭航,张帆,等.柔性复合电介质GQDs/BTO/PVDF制备及介电储能性能研究[J].中南大学学报(自然科学版),2024,55(8):3180-3193.DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2024.08.029.