复合材料的击穿强度和最大储能密度

复合材料的击穿强度和最大储能密度 

       图 2.18 给出了  BT@HBP 纳米复合材料的直流击穿强度。复合材料的击穿强度随填料的增加而减小。这是由于填料和基体间电性能的差异，导致电场在界面附近畸变，电场应力集中，引发树脂基体击穿，从而使复合材料的击穿强度减小。和逾渗体系不同，逾渗体系在填料含量接近逾渗阈值时，虽然具有高的介电常数，但它的击穿强度几乎为零。在我们的体系中，高填充的复合材料在具有巨大介电常数的同时，还能保持一定的耐压强度。比如 BT@HBP-40 的击穿强度还有 17.1 MV/m。这保留的击穿强度对复合材料的实际应用具有重要的意义。复合材料的最大储能密度可以依照下面的公式计算

        其中 ε 复合材料的介电常数，E 是复合材料的击穿强度。图 2.18 给出了通过公式计算得到的复合材料在工频（50  Hz）下的最大储能密度。复合材料的最大储能密度随填料含量的增加，先减小后增大。当钛酸钡的体积分数为 40%的时候，BT@HBP-40 的最大储能密度和纯的聚合物基体相当。这个结果对该材料的实际应用具有重要意义，因为 BT@HBP-40 在较低的电压下就能表现出高的储能密度。