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復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度和最大儲(chǔ)能密度
復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度和最大儲(chǔ)能密度
圖 2.18 給出了 BT@HBP 納米復(fù)合材料的直流擊穿強(qiáng)度。復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度隨填料的增加而減小。這是由于填料和基體間電性能的差異，導(dǎo)致電場(chǎng)在界面附近畸變，電場(chǎng)應(yīng)力集中，引發(fā)樹(shù)脂基體擊穿，從而使復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度減小。和逾滲體系不同，逾滲體系在填料含量接近逾滲閾值時(shí)，雖然具有高的介電常數(shù)，但它的擊穿強(qiáng)度幾乎為零。在我們的體系中，高填充的復(fù)合材料在具有巨大介電常數(shù)的同時(shí)，還能保持一定的耐壓強(qiáng)度。比如 BT@HBP-40 的擊穿強(qiáng)度還有 17.1 MV/m。這保留的擊穿強(qiáng)度對(duì)復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用具有重要的意義。復(fù)合材料的最大儲(chǔ)能密度可以依照下面的公式計(jì)算
其中 ε 復(fù)合材料的介電常數(shù)，E 是復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度。圖 2.18 給出了通過(guò)公式計(jì)算得到的復(fù)合材料在工頻（50 Hz）下的最大儲(chǔ)能密度。復(fù)合材料的最大儲(chǔ)能密度隨填料含量的增加，先減小后增大。當(dāng)鈦酸鋇的體積分?jǐn)?shù)為 40%的時(shí)候，BT@HBP-40 的最大儲(chǔ)能密度和純的聚合物基體相當(dāng)。這個(gè)結(jié)果對(duì)該材料的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義，因?yàn)?BT@HBP-40 在較低的電壓下就能表現(xiàn)出高的儲(chǔ)能密度。
