Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất điện môi của polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3

• Tác giả: Đinh Thị Mai Huệ
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Xuân Hoàn
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
• Đề tài: Chế tạo và khảo sát tính chất điện môi của hệ polyme nanocompozit nền epoxy chứa các hạt BaTiO3 pha tạp
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về vật liệu polyme compozit chứa hạt áp điện kích thước nano
• 1.1.1. Tổng quan về vật liệu polyme compozit
• 1.1.2. Giới thiệu về BaTiO3 và BaTiO3-Sr kích thước nano
• 1.1.2.1. Cấu trúc perovskit
• 1.1.2.2. Cấu trúc BaTiO3-Sr kích thước nano
• 1.1.2.3. Các tính chất vượt trội của BaTiO3-Sr so với BaTiO3
• 1.1.3. Các kỹ thuật phân tán hạt nano vào trong nền polyme
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu tính chất điện môi của polyme nanocompozit epoxy

Nghiên cứu tính chất điện môi của polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong khoa học vật liệu. Vật liệu này không chỉ có hằng số điện môi cao mà còn có khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện tử, viễn thông và công nghiệp chế tạo. Việc hiểu rõ về cấu trúc và tính chất của polyme nanocompozit sẽ giúp tối ưu hóa các ứng dụng thực tiễn của chúng.

1.1. Khái niệm về polyme nanocompozit và hạt BaTiO3

Polyme nanocompozit là sự kết hợp giữa polyme và các hạt nano, trong đó hạt BaTiO3 được biết đến với tính chất áp điện và hằng số điện môi cao. Việc sử dụng hạt BaTiO3 trong nền epoxy giúp cải thiện đáng kể các tính chất điện môi của vật liệu.

1.2. Tính chất điện môi và ứng dụng của polyme nanocompozit

Tính chất điện môi của polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 có thể được cải thiện thông qua việc điều chỉnh tỷ lệ hạt và phương pháp chế tạo. Những ứng dụng thực tiễn bao gồm cảm biến, thiết bị điện tử và vật liệu cách điện.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu tính chất điện môi

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc nghiên cứu tính chất điện môi của polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như sự phân tán không đồng đều của hạt nano, ảnh hưởng của môi trường và điều kiện chế tạo cần được giải quyết để tối ưu hóa tính chất của vật liệu.

2.1. Sự phân tán hạt nano trong polyme

Sự phân tán đồng đều của hạt BaTiO3 trong nền epoxy là yếu tố quyết định đến tính chất điện môi của vật liệu. Các phương pháp như trộn nóng chảy và trộn trong dung môi có thể được áp dụng để cải thiện sự phân tán này.

2.2. Ảnh hưởng của môi trường đến tính chất điện môi

Môi trường như độ ẩm, nhiệt độ và ánh sáng có thể ảnh hưởng đến tính chất điện môi của polyme nanocompozit. Việc khảo sát các yếu tố này là cần thiết để đảm bảo tính ổn định và hiệu suất của vật liệu trong ứng dụng thực tế.

III. Phương pháp chế tạo polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3

Để chế tạo polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3, nhiều phương pháp khác nhau đã được nghiên cứu. Các phương pháp này không chỉ ảnh hưởng đến tính chất điện môi mà còn đến độ bền và khả năng ứng dụng của vật liệu.

3.1. Phương pháp trộn nóng chảy

Phương pháp trộn nóng chảy là một trong những cách hiệu quả để chế tạo polyme nanocompozit. Hạt BaTiO3 được trộn trực tiếp vào nhựa epoxy ở nhiệt độ cao, giúp cải thiện sự phân tán và tính chất điện môi của vật liệu.

3.2. Phương pháp trùng hợp in situ

Phương pháp trùng hợp in-situ cho phép hạt BaTiO3 được hình thành trong quá trình polymer hóa, tạo ra sự liên kết chặt chẽ giữa hạt và nền polyme, từ đó nâng cao tính chất điện môi của vật liệu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của polyme nanocompozit

Kết quả nghiên cứu cho thấy polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 có hằng số điện môi cao hơn so với polyme thông thường. Điều này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như điện tử và vật liệu cách điện.

4.1. Đánh giá tính chất điện môi của vật liệu

Các phép đo hằng số điện môi cho thấy rằng polyme nanocompozit có khả năng chịu nhiệt và độ ẩm tốt hơn, từ đó nâng cao hiệu suất trong các ứng dụng thực tiễn.

4.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp điện tử

Với tính chất điện môi vượt trội, polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 có thể được ứng dụng trong sản xuất các linh kiện điện tử, cảm biến và thiết bị cách điện, góp phần nâng cao hiệu suất và độ bền của sản phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu tính chất điện môi của polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 không chỉ mang lại những hiểu biết mới về vật liệu mà còn mở ra nhiều hướng đi mới cho các ứng dụng trong tương lai. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển sẽ giúp tối ưu hóa các tính chất của vật liệu này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng polyme nanocompozit epoxy chứa hạt BaTiO3 có hằng số điện môi cao và khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện tính chất cơ học và hóa học của polyme nanocompozit, cũng như khảo sát các ứng dụng mới trong công nghệ cao.