高介電材料具有非常廣泛的應(yīng)用,，評(píng)估該材料性能的主要參數(shù)之一是介電常數(shù)。因此，制備高性能的介電材料,，首先就是要提高它的介電常數(shù)。電介質(zhì)材料的介電常數(shù)主要源自于材料內(nèi)部的極化,，要想提高材料的介電常數(shù),，本文必須增強(qiáng)材料內(nèi)部極化的強(qiáng)度,。從第一章可知，電介質(zhì)在電場(chǎng)下極化的分子機(jī)理比較復(fù)雜,，主要包括四種：界面極化,、偶極取向、離子極化和電子極化,。其中,，偶極取向、離子極化及電子極化和材料的組成及它們本征電性能有關(guān),，而界面極化除了和材料本征電性能有關(guān)外,，還和復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了制備具有高介電常數(shù)的納米聚合物復(fù)合材料,，本文通過(guò)選擇合適的高介電納米填料和聚合物基體來(lái)提高偶極取向,、離子極化和電子極化，并通過(guò)納米*的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)的界面結(jié)構(gòu)來(lái)提高界面極化,，從而大幅提高復(fù)合材料的介電常數(shù),。

       首先，本文選擇尺寸為 100 納米的鈦酸鋇顆粒作為填料,，來(lái)提高聚合物復(fù)合材料的介電常數(shù),。鈦酸鋇是一種常見(jiàn)的鐵電陶瓷，能夠自發(fā)極化,，有很高的的介電常數(shù),。同時(shí)，鈦酸鋇還有很好的絕緣性能和穩(wěn)定性,，其表面存在有反應(yīng)活性羥基官能團(tuán),，為后面設(shè)計(jì)特殊的界面結(jié)構(gòu)提供了可行性。和其他常見(jiàn)的的高介電填料,，如二氧化鈦,、氧化鋅和氧化鋯等無(wú)機(jī)顆粒相比，鈦酸鋇有很大的優(yōu)勢(shì),，因此被廣泛用于制備高介電聚合物復(fù)合材料[,。人們還研究發(fā)現(xiàn)，選用納米填料比選用微米填料更有利于提高復(fù)合材料的電性能[,，一方面,，納米填料有較大的比表面積，可以增大復(fù)合材料中的界面面積,，從而增強(qiáng)界面極化,，提高介電常數(shù)；另一方面,，往聚合物中添加納米填料可以提高復(fù)合材料的介電強(qiáng)度,，提升材料的實(shí)用價(jià)值,。同時(shí)，鈦酸鋇的介電常數(shù)和它自身的粒徑有關(guān),，在 1微米左右達(dá)到最大值,，然后隨尺寸的減小而減小，小于 100 納米時(shí),，迅速減小,。綜合考慮鈦酸鋇的納米效應(yīng)和它自身的介電常數(shù)，本文選用鈦酸鋇的尺寸為 100納米,。 

        其次,，本文選用具有很高介電常數(shù)的聚合物偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物（PVDF-TrFE-CFE）作為基體，來(lái)提高復(fù)合材料的介電常數(shù),。大部分聚合物的介電常數(shù)都比較小,，通常小于 10。然而,，聚偏氟乙烯（PVDF）及其共聚物因?yàn)閮?nèi)部有強(qiáng)極性的 C-F 鍵并且偶極能自發(fā)極化,，介電常數(shù)較高，特別是PVDF-TrFE-CFE,，在常溫下 1 kHz 時(shí)的介電常數(shù)就超過(guò) 40,。具有高介電常數(shù)的聚合物基體對(duì)提高復(fù)合材料的介電常數(shù)具有很重要的意義。 

       另外,，本文還通過(guò)用超支化聚酰胺包覆鈦酸鋇納米顆粒,，形成一種特殊的核-殼結(jié)構(gòu)，提高復(fù)合材料的介電常數(shù),。復(fù)合材料的界面極化除了和復(fù)合材料各組份的性質(zhì)有關(guān)外,，還和復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。我們知道,，界面極化是由于電荷在界面處聚集引起的,。因此，本文可以通過(guò)設(shè)計(jì)有利于電荷聚集的特殊結(jié)構(gòu),，來(lái)提高界面極化,。在這里，本文選用超支化聚酰胺包覆鈦酸鋇,，是因?yàn)楹推渌酆衔锵啾?，超支化聚酰胺具有較高的電導(dǎo)率和介電常數(shù)。在界面處插入一層超支化聚酰胺,，能夠促進(jìn)電荷往界面聚集,，從而提高界面極化。