System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料及其制备方法技术_技高网

一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料及其制备方法技术

技术编号:40503604 阅读:8 留言:0更新日期:2024-03-01 13:17
本发明专利技术属于电气绝缘材料技术领域,具体涉及一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料及其制备方法,包括以下步骤:将黑磷晶体在空气中自然氧化,得到氧化后的黑磷晶体;将所得到的氧化后的黑磷晶体研磨成黑磷粉末;将所得到的黑磷粉末与聚乙烯混合反应,自然冷却至室温后得到低介电常数复合绝缘材料。采用该方法能够利用黑磷的氧化特性,使得黑磷表面在空气中自然形成氧化层,其在黑磷颗粒和聚乙烯基体中作为介电缓冲层,抑制了黑磷颗粒和聚乙烯基体介电差异引起的界面极化现象,有效地降低了绝缘材料的介电常数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气绝缘材料,具体涉及一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料及其制备方法


技术介绍

1、低介电常数绝缘材料不仅降低电气与电子装置的功率损耗,还有助于提高5g通信
中智能终端的信号传输速度和降低信号延迟及损失。因此,低介电常数绝缘材料的开发具有重要的工程意义。

2、通常,低介电常数绝缘材料是由聚合物绝缘材料(如聚乙烯和聚酰亚胺等)和多孔填料(包括多孔二氧化硅、沸石和蒙脱土等)制备而成的,不仅存在着制备工艺复杂、成本高等问题,而且较多的孔结构导致低介电常数绝缘材料的电气强度降低,无法满足实际应用的需求。

3、黑磷是磷元素多种同素异构体在常压下最稳定的一种,具有金属光泽的正交晶系的晶体,具有类似石墨及过渡金属硫化物等的片层状结构,层内以共价键结合,层与层之间为范德华力相结合。由于良好的光电特性和稳定性,黑磷在光电器件、场效应晶体管、气体传感器以及太阳能电池等领域均有应用。但是,当在聚合物中掺杂黑磷时,即使极少量黑磷也会导致聚合物基复合材料介电常数的增加。因为黑磷在空气中极易被氧化,黑磷的存储、运输和使用几乎都是在氮气氛围下进行的,以保证黑磷的纯度,这也使得研究者们忽视了氧化后黑磷对复合材料介电特性的影响。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料及其制备方法,本专利技术的复合绝缘材料配方和制备工艺流程简单、易于实现、成本低,为低介电常数绝缘材料的研制提供了新思路。

2、本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的:

3、本专利技术提供了一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,包括以下步骤:

4、步骤1:将黑磷晶体在空气中自然氧化,得到氧化后的黑磷晶体;

5、步骤2:将步骤1中所得到的氧化后的黑磷晶体研磨成黑磷粉末;

6、步骤3:将步骤2中所得到的黑磷粉末与聚乙烯混合反应,自然冷却至室温后得到低介电常数复合绝缘材料。

7、进一步的,在步骤1中,所述在空气中自然氧化为在温度为20~35℃、相对湿度为30~50%的空气中自然氧化1-36h。

8、进一步的,在步骤1中,所述在空气中自然氧化24h。

9、进一步的,在步骤2中,所述黑磷粉末的粒径为5~60微米。

10、进一步的,在步骤2中,所述黑磷粉末的粒径为40微米。

11、进一步的,在步骤3中,所述混合反应为将质量份数为100份的聚乙烯和0.01~2份黑磷粉末在温度为110~130℃的转矩流变仪中混炼3~30分钟。

12、进一步的,所述黑磷粉末的份数为0.01份。

13、本专利技术还提供了一种所述的制备方法所制备得到的低介电常数复合绝缘材料。

14、进一步的,所述低介电常数复合绝缘材料中低介电常数的取得是通过利用黑磷的氧化特性,使得黑磷表面在空气中自然形成氧化层,使所述氧化层在黑磷颗粒和聚乙烯基体中作为介电缓冲层,抑制了黑磷颗粒和聚乙烯基体介电差异引起的界面极化现象,有效地降低了绝缘材料的介电常数。

15、本专利技术有益效果在于:

16、本专利技术基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料,利用黑磷的氧化特性,使得黑磷表面在空气中自然形成氧化层,其在黑磷颗粒和聚乙烯基体中作为介电缓冲层,抑制了黑磷颗粒和聚乙烯基体介电差异引起的界面极化现象,有效地降低了绝缘材料的介电常数。

17、本专利技术中复合绝缘材料配方和制备工艺流程简单、易于实现、成本低,为低介电常数绝缘材料的研制提供了新思路。

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【技术保护点】

1.一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述在空气中自然氧化为在温度为20~35℃、相对湿度为30~50%的空气中自然氧化1-36h。

3.根据权利要求2所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述在空气中自然氧化24h。

4.根据权利要求1所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述黑磷粉末的粒径为5~60微米。

5.根据权利要求4所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述黑磷粉末的粒径为40微米。

6.根据权利要求1所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤3中,所述混合反应为将质量份数为100份的聚乙烯和0.01~2份黑磷粉末在温度为110~130℃的转矩流变仪中混炼3~30分钟。

7.根据权利要求6所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,所述黑磷粉末的份数为0.01份。

8.利用权利要求1-7任一项所述的制备方法所制备得到的低介电常数复合绝缘材料。

9.根据权利要求8所述的低介电常数复合绝缘材料,其特征在于,所述低介电常数复合绝缘材料中低介电常数的取得是通过利用黑磷的氧化特性,使得黑磷表面在空气中自然形成氧化层,使所述氧化层在黑磷颗粒和聚乙烯基体中作为介电缓冲层,抑制了黑磷颗粒和聚乙烯基体介电差异引起的界面极化现象,有效地降低了绝缘材料的介电常数。

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【技术特征摘要】

1.一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述在空气中自然氧化为在温度为20~35℃、相对湿度为30~50%的空气中自然氧化1-36h。

3.根据权利要求2所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述在空气中自然氧化24h。

4.根据权利要求1所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述黑磷粉末的粒径为5~60微米。

5.根据权利要求4所述的一种基于氧化黑磷的低介电常数复合绝缘材料的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述黑磷粉末的粒径为40微米。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩永森王珊珊
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学
类型:发明
国别省市:

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