SiC纳米纤维的梯度界面能带工程设计与复合电介质非线性电导性能研究
编号:26
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更新:2026-03-26 15:06:59 浏览:21次
口头报告
摘要
针对高压电力设备绝缘和高功率密度电力电子封装中的聚合物材料,仅提高电介质绝缘强度难以从根本上解决电荷积累和电场不均问题。本文通过在SiC纳米纤维表面分别构建具有Co3O4过渡层和Ag纳米粒子的梯度界面势垒,与环氧树脂基体复合制备了具有了低场高阻、高场瞬态导通的自适应电介质材料,并基于梯度界面能带结构提出了“摊手耸肩状”双肖特基势垒模型。研究结果表明:自由电子在双界面层处重新排列并形成强内建电场。随着过渡层厚度增加,d带中心上移并靠近费米能级,促进界面电子转移并增强界面偶极化和能带弯曲,界面势垒显著提高。在3%体积分数下,SiC@Co3O4@Ag掺杂的电介质材料非线性系数达8.8,显著高于传统SiC掺杂的自适应电介质材料。基于肖特基效应拟合结果验证了该体系显著提升的界面势垒,与理论计算结果一致。热刺激电流结果显示,Co3O4过渡层厚度增加提高了陷阱能级,通过增强载流子捕获能力调节阈值场强范围。此外,该材料介电常数保持在6.7以下,击穿场强可达43.8 kV/mm,在正常运行工况下可保持优异的绝缘可靠性。本研究为电子封装材料与高压电气设备中绝缘部件的电场自适应调控提供了新思路。
关键词
环氧树脂,SiC纳米纤维,肖特基势垒,电场自适应,介电性能
稿件作者
徐华松
深圳大学
陈艾琳
深圳大学
罗天熠
深圳大学
陈有顺
深圳大学
黄双武
深圳大学
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