1. 研究目的与意义（文献综述）

电介质材料是移动电子设备、固定电源系统和混合电路电动车，以及脉冲电源应用等医疗器械和电子武器系统的重要组成部分^[1,2]。随着电子工业的发展，要求电介质材料具有更高的介电常数、更低的介电损耗。传统的陶瓷材料具有非常高的介电常数，但是制备工艺复杂、易脆且介电损耗较大，将它们制成电容器，在充电和放电的过程中还会发生机械共振，大大降低了其寿命。有机聚合物柔韧性好、介电损耗低、易于加工，但是介电常数较低。为了获得高介电性能的电介质材料，科研工作者们做了大量的工作。一种方法是将高介电常数的陶瓷添加到聚合物中，制备了陶瓷-聚合物复合材料。高含量的陶瓷虽然能够提高复合材料的介电常数，但是降低了复合材料的柔韧性。另一种方法是将导电材料添加到聚合物中，复合材料在渗流阈值处的介电常数可以提高几个数量级，但是介电损耗也会相应的增加。因此,制备高介电性能的聚合物基复合材料具有非常重要的意义^[3]。

在本课题中，我们集中提高PVDF-HFP复合材料的击穿强度。氧化镁（MgO）被选为纳米填充料，因为最近研究表明通过引入少量的功能化的MgO纳米粒子大大提高了PVDF纳米复合材料的击穿强度，其威布尔击穿强度已提高了59％，充放电能量效率也得到了显着提高^[1]。另外，PVDF电容薄膜的储能密度大约2.4 J/cc，而其共聚物PVDF-HFP在1 kHz频率下，介电常数达到13，并且620 MV/m电场强度下，储能密度达到25 J/cm³，因此PVDF-HFP由于其在高分子电介质材料中有着很高的电介质常数被选为高分子基质^[3,5]。故而，功能性MgO纳米颗粒被用作提高PVDF-HFP基质的击穿强度并且研究PVDF-HFP/MgO复合材料的介电性能。通过改变MgO在PVDF-HFP中的含量，我们可以更清晰观察到和原始PVDF-HFP相比，纳米复合材料的充放能效率有相当大的改善，更进一步促进PVDF-HFP/MgO纳米复合材料放电能量密度的提高^[1]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

研究方向：采用水热法制备氧化镁纳米线，并对其进行表面改性，再与pvdf-hfp复合，制备薄膜材料，提高击穿电压强度；改变mgo在pvdf-hfp中含量（1%，2%，3%等等）研究mgo对pvdf-hfp/mgo复合膜的电压击穿强度等电性能以及结构的影响；

性能表征：采用hrtem、ftir、xrd、tg、sem等测试方法对所制备的pvdf-hfp/mgo复合膜进行表征，分析氧化镁纳米线对聚合物基体的结构及电性能的影响。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－7周：按照设计方案，制备不同直径和长径比的氧化镁纳米线。

第8－10周：将氧化镁纳米线与pvdf-hfp复合，利用流延法，制备薄膜材料。采用hrtem、ft-ir、xrd、tg、sem等测试技术对复合材料的物相、显微结构、介电性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] chen s,hu j,gao l,et al.enhanced breakdown strength and energy density in pvdf nanocomposites with functionalized mgo nanoparticles[j].rsc advances,2016,6(40):33599-33605.

[2] zhou y,he j,hu j,et al.surface‐modified mgo nanoparticle enhances the mechanical and direct‐current electrical characteristics of polypropylene/polyolefin elastomer nanodielectrics[j].journal of applied polymer science,2016,133(1).

[3] 匡锡文.pvdf基介电复合膜的研究[d].北京化工大学,2013.