一种全新的介电复合材料制造技术

本发明专利技术属于介电复合材料领域，具体涉及一种全新的介电复合材料。具体技术方案为：以冷冻浇注法构建定向排布的层状多孔陶瓷结构，再向所述层状多孔陶瓷结构中填充聚合物，即可获得所需介电复合材料。本发明专利技术创造性地将冷冻浇注法与介电复合材料的制备结合起来，简单有效地获得了具有定向、层状和多孔特征的材料。由于浆料配置中溶剂多样可选，这种方法可适用于陶瓷、金属等材料体系；同时工艺参数简单，且调控方便，可实现高定向度的多孔层状结构。

【技术实现步骤摘要】
一种全新的介电复合材料
本专利技术属于介电复合材料领域，具体涉及一种全新的介电复合材料。
技术介绍
近年来，传统化石燃料日益消耗、环境持续恶化，严峻的能源形势引发了人们对清洁、可再生能源的关注和重视。太阳能电池、燃料电池、锂电池、电容器等作为高效储能器件成为研究热点。其中，电容器以其高功率密度、快放电速率、低生产成本的优势，在智能电网和高能武器(激光枪、雷达)等领域具有更加重要的实用价值。但是，能量密度过低严重限制了高功率电容器的发展。因此，如何提高其能量密度和效率，对于进一步开发及拓宽它的应用具有重大意义。理论上，提高材料的相对介电常数εr和击穿场强E是获得高能量密度的两个重要参数。铁电陶瓷如BaTiO3，Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)、Ba(Zr0.3TiO0.7)O3(BZT)等，介电常数值很大，可达成千甚至上万，但是其抗击穿电场很低；相反，聚合物具有高的抗击穿电场，但是其介电常数通常不到十。因此，陶瓷/聚合物介电复合材料能够结合两相优势，兼备高击穿场强和介电常数的优势，成为目前介电材料的研究热点之一。在两相复合体系中，陶瓷相在聚合物基体中的分布状态对复合材料的性能具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介电复合材料，其特征在于：以冷冻浇注法构建定向排布的层状多孔陶瓷结构，再向所述层状多孔陶瓷结构中填充聚合物，即获得所需介电复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种介电复合材料，其特征在于：以冷冻浇注法构建定向排布的层状多孔陶瓷结构，再向所述层状多孔陶瓷结构中填充聚合物，即获得所需介电复合材料。2.根据权利要求1所述的介电复合材料，其特征在于：构建所述层状多孔陶瓷结构的方法为：(1)利用陶瓷粉料和液体介质制备10vol％～30vol％的浆料，对浆料进行消泡后，再根据所需排布的方向设置冷冻条件，对所述浆料进行冰晶定向生长冷冻处理；(2)冷冻干燥去除浆料中的液体介质，获得层状多孔陶瓷生坯；(3)对所述层状多孔陶瓷生坯依次进行脱脂、烧结处理，获得所需层状多孔陶瓷结构。3.根据权利要求2所述的介电复合材料，其特征在于：所述浆料由陶瓷粉料、水制备而成，所述浆料中还包括使陶瓷粉料分散均匀所必需的分散剂。4.根据权利要求2所述的介电复合材料，其特征在于：步骤(1)所述冷冻条件的设置方法为：冰晶生长的起点温度低于冰晶生长的终点温度。5.根据权利要求2所述的介电复合材料，其特征在于：步骤(2)所述冷冻干燥条件为：设置数个等温度差的冷冻干燥温度，在各冷冻干燥温度下分别处理相同时间。6.根据权利要求1所述的介电复合材料，其特征在于：所述填充聚合物的方法为：真空环境下，将所述层状多孔陶瓷结构浸没于聚合物中，保持3～15min后，再取消真空状态；真空、非真空状态交替进行3～7次，填充完成。7.根据权利要求6所述的介电复合材料，其特征在于：将所述填充完成的陶瓷/聚合物介电复合材料置于真空中保持至少12h，再在80℃下保持至少24h。8.根据权利要求1～7任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斗，郭茹，罗行，马玉鹏，黄玉娟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43