PI/AIN纳米复合薄膜制备与性能研究
聚酰亚胺(PI)以其优良性能在核电、航天和微电子等领域得到广泛应用。现代电子电工与电机技术快速发展，对PI性能要求越来越高。纳米杂化可有效提高PI某些性能，因此对本领域研究具有很高的实际应用意义。
本文采用原位聚合法制备不同组分聚酰亚胺/氮化铝(PI/AlN)纳米复合薄膜，并进行介电谱特性、介电强度、绝缘性、耐电晕老化等电性能测试分析和SEM、小角SAXS射线分析、等温衰减电流、紫外-可见光谱分析等结构测试与分析;探索PI/AlN宏观性能和微观结构之间的联系与作用机理。
采用SEM、小角散射等测试手段，研究不同组分的薄膜微观结构特性。结果表明，纳米AlN颗粒很好的镶嵌在PI基体中;PI/AlN复合薄膜散射曲线不遵循Porod定理，呈现对Porod定理的正偏离，有机相与无机相间过渡区存在电子密度起伏区域;纳米AlN组分高于5％，分形结构由质量分形转变为质量和表面双分形。
介电性能测试表明，介电常数随组分的增加先降低后增加，无机AlN含量为0.5％时，复合薄膜的介电常数达到最低值;随着频率的增加，不同组分的复合薄膜的相对介电常数减小;随组分的增加，复合薄膜介电损耗在低频基本呈增大趋势;在组分为0.1％时，PI/AlN复合薄膜电阻率为1.51×1016Ohm.m，比纯PI电阻率提高一个数量级，在组分5％范围内，复合薄膜的绝缘性得到不同程度提高;随着纳米无机物含量的增加，PI/AlN复合薄膜交流击穿场强先增加后减小，但均高于130KV/mm;随AlN的增加，PI/AlN纳米复合薄膜的耐电晕时间显著增加，掺杂量为20％时，PI/AlN耐电晕时间为57.57h，是掺杂前的13.76倍;通过等温衰减电流，老化表面和紫外吸收度研究PI/AlN纳米复合薄膜耐电晕老化机理。研究结果表明，AlN掺杂纳米复合薄膜在较好保持纯聚酰亚胺基本介电性能的同时，显著提高了其耐电晕老化能力，并一定程度的降低了介电常数。
PI/AIN纳米复合薄膜;制备工艺;原位聚合法;Porod定理;介电常数
哈尔滨理工大学
硕士
微电子学与固体电子学
殷景华
2012
中文
TB43;TB383
50
2013-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）