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复合电介质材料及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-13 16:14:14

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-26 14:09:41
本发明涉及一种复合电介质材料,包括有机聚合物和CuSiO2核壳微粒,CuSiO2核壳微粒包括壳层SiO2微粒和位于核的Cu纳米微粒,CuSiO2核壳微粒均匀分散于有机聚合物中。复合电介质材料由于采用了CuSiO2核壳微粒,其在Cu纳米微粒表面包覆有一层绝缘性能良好的SiO2微粒层,因而在增加Cu纳米微粒分散性的同时,可以有效地阻止Cu纳米微粒之间导电通路的形成。因此,当在聚合物基体中的填充量较高时,既可以获得较高的介电常数,又可以保持较低的漏电流。同时,本发明公开的制备方法简单,原料成本低,可实现规模化生产。
复合电介质材料由于采用了CuSiO2核壳微粒,其在Cu纳米微粒表面包覆有一层绝缘性能良好的SiO2微粒层,因而在增加Cu纳米微粒分散性的同时,可以有效地阻止Cu纳米微粒之间导电通路的形成。因此,当在聚合物基体中的填充量较高时,既可以获得较高的介电常数,又可以保持较低的漏电流。 加入金属氧化物导电微粒,可以大大提高复合电介质材料的介电性能;同时,本发明公开的制备方法简单,原料成本低,可实现规模化生产。

复合电介质材料是一种由不同材料组成的电介质材料,具有优异的电学性能和多功能性,其应用前景广阔。以下是复合电介质材料及其制备方法的一些应用前景:


  1. 电子器件:复合电介质材料可以用于制造电容器、电感器、传感器等电子器件。其高介电常数、低介电损耗和良好的热稳定性使其在电子器件中具有重要作用。

  2. 电力电子:复合电介质材料在电力电子领域的应用前景广阔。例如,用于制造高压电容器,用于储能和电能转换。复合电介质材料具有高介电常数和低漏电流等特性,可以提高电力电子设备的效率和性能。

  3. 无线通信:复合电介质材料可以用于制造射频滤波器和天线等无线通信设备。其高介电常数和低损耗特性可以提高无线通信设备的传输效率和性能。

  4. 光电器件:复合电介质材料可以用于制造光电器件,如光电二极管、光伏电池等。其高介电常数和光学性能可以提高光电器件的效率和灵敏度。

  5. 生物医学:复合电介质材料在生物医学领域的应用前景也很广泛。例如,用于制造生物传感器、人工器官和医疗设备等。复合电介质材料的生物相容性和电学性能可以提高生物医学设备的性能和可靠性。

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复合电介质材料及其制备方法可以产生以下效益:


  1. 提高电器件性能:复合电介质材料具有高介电常数和低介电损耗等特性,可以提高电器件的性能。例如,电容器的能量存储密度和工作电压可以得到提高,传感器的灵敏度和响应速度可以得到增强。

  2. 提高能源转换效率:复合电介质材料在能源转换设备中的应用可以提高能源转换效率。例如,将复合电介质材料用于光伏电池中,可以提高光电转换效率;将其用于储能设备中,可以提高能量存储密度和充放电效率。

  3. 提高通信设备性能:复合电介质材料可以用于制造射频滤波器和天线等通信设备,可以提高通信设备的传输效率和性能。例如,复合电介质材料具有较低的损耗和较高的介电常数,可以提高射频滤波器的选择性和抗干扰能力。

  4. 提高生物医学设备性能:复合电介质材料在生物医学领域的应用可以提高生物医学设备的性能和可靠性。例如,将复合电介质材料用于生物传感器中,可以提高传感器的灵敏度和稳定性;将其用于人工器官中,可以提高器官的生物相容性和功能。

  5. 降低制造成本:复合电介质材料的制备方法可以通过合理的工艺流程和材料选择来降低制造成本。例如,采用可扩展的制备方法和低成本的原材料,可以降低材料制备和器件制造的成本。

技术转让

复合电介质材料及其制备方法的成果可以转化为多个产业领域,促进相关产业的技术进步和应用发展,推动经济的可持续发展和社会的进步。