材料自身的物理化學結構及部分外界因素會影響復合材料的介電性能,而最常見的因素主要有這幾種。
頻率的影響
隨著頻率變化,不同材料的介電性會表現出不同的變化。介質極化產生介電常數,介質極化和電導產生介電損耗。其中,最主要的影響因素是界面不均勻性引起的界面極化和偶極極化,因此,頻率對介電常數和介電損耗的影響是不容忽視的。
溫度的影響
溫度和頻率相互影響著介電性能。頻率不變時,隨著溫度增大,損耗因子先增大后減小。頻率不同時,一般情況下溫度越高介電常數和損耗會越大,在高頻時損耗因子會隨著溫度升高先增大后減小。
填料形態的影響
復合材料介電性能隨著填料形態的不同表現出很大的差異。復合材料介電常數由低到高依次為:粉末狀<晶須狀<纖維狀填料。由于纖維與晶須填充的復合材料體系中孔隙較多,導致界面極化的增加。
填料表面處理的影響
填料經偶聯劑表面處理后對界面結合狀態有明顯改善,從而影響復合材料的介電性能。當填料填充量較低時,由于界面結合狀態的優化,降低了界面極化,使得體系介電常數降低;當填料填充量較高時,表面處理增加了體系內雜質極性分子,界面極性基團偶極矩增長,使得體系的介電常數隨改性填料的增加而增加。
填料尺寸和界面的影響
由于界面極化效應,填料粒徑的減小會導致復合材料介電常數的增大。填料粒徑越小,表面積越大,基體界面面積的擴大增強了界面極化效應。但填料尺寸降低為納米尺寸時,中間相介電常數較低,納米復合材料的介電常數可能會低于聚合物。
填料種類和負載水平的影響
復合材料的介電性能會隨著填料固有介電常數的增加而升高,因此,填料含量的增加也會引起聚合物基復合材料介電常數的增加。當填料含量增加到一定值時,復合材料內部會產生堆積、團聚等缺陷使體系介電常數下降,力學性能、加工性能變差。
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