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J-GLOBAL ID：202102252660907360   整理番号：21A0535034

低レベルBaTiO_3ナノワイヤを有するサンドイッチ構造ナノ複合材料における顕著な増強破壊強度とエネルギー密度【JST・京大機械翻訳】

Significantly enhanced breakdown strength and energy density in sandwich-structured nanocomposites with low-level BaTiO₃ nanowires

著者 (6件)： Guo Ru (State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, Hunan Province, China) ,  Luo Hang (State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, Hunan Province, China) ,  Yan Mingyang (State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, Hunan Province, China) ,  Zhou Xuefan (State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, Hunan Province, China) ,  Zhou Kechao (State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, Hunan Province, China) ,  Zhang Dou (State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, Hunan Province, China)
資料名： Nano Energy  (Nano Energy)
巻： 79  ページ： Null  発行年： 2021年 
JST資料番号： W3116A  ISSN： 2211-2855  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ポリマーベースの複合材料の低いエネルギー密度は,誘電体キャパシタの小型化と統合におけるそれらの応用を制限する。最近,多層階層的高分子複合材料は前述の課題に対処する有望な経路として浮上している。多くの場合,セラミックナノ粒子の高負荷(>10wt%)が,高誘電率の硬質層として作用するために,高分子マトリックスに組み込まれた。事実,高負荷充填剤は,充填剤とマトリックス間の不十分な分散と相溶性のため,必然的に凝集を引き起こし,絶縁破壊強度を低下させる。一次元ナノワイヤは,その高アスペクト比から大きな双極子モーメントにより,ナノ複合材料の誘電率を増加させる明白な優位性を示した。本研究では,低負荷BaTiO_3ナノワイヤを有するサンドイッチ構造PVDFナノ複合材料を設計する新しい戦略を提案した。この動機は,サンドイッチ構造からの障壁効果の寄与とBaTiO_3ナノワイヤフィラーの低負荷による高い破壊強度を維持することである。”3-0-3”と”0-3-0”(各層のBaTiO_3ナノワイヤ質量分率を表す数字)と単層BaTiO_3/PVDFナノ複合材料を含む2つのサンドイッチ構造を最適化と比較のために作製した。その結果,界面分極と隣接層間の障壁効果の寄与により,サンドイッチ構造BaTiO_3/PVDFナノ複合材料は,非常に改善された分極,強化された絶縁破壊強度,および限られた漏れ電流密度をもたらし,単層膜よりも著しく優れていることが明らかになった。例えば,12.1μC cm-2の高い最大分極と68.6%のエネルギー効率を伴う19.1J cm-3の印象的な放電エネルギー密度を有する519kV mm-1の高い破壊強さが,3wt%BaTiO_3ナノワイヤの非常に低い充填剤負荷でも達成された。さらに,エネルギー貯蔵のためのナノ複合材料の潜在的応用を,106回の充放電サイクル後に安定な性能を維持することによってさらに実証した。Copyright 2021 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： コンデンサ ,  最適化 ,  絶縁耐力 ,  セラミック ,  分極 ,  誘電体 ,  誘電率 ,  *サンドイッチ構造 ,  相溶性 ,  ポリフッ化ビニリデン ,  *エネルギー密度 ,  *破壊強さ ,  充放電サイクル ,  ナノ粒子 ,  *ナノワイヤ

著者キーワード (5件)： 誘電体複合材料 ,  サンドイッチ構造 ,  BaTiO_3ナノワイヤ ,  破壊強度 ,  エネルギー密度

分類 (3件)： 強化プラスチックの成形  (YH04060J) ,  充填剤,補強材  (YH05030J) ,  強誘電体,反強誘電体,強弾性  (BM05030B)

タイトルに関連する用語 (6件)： ナノワイヤ ,  サンドイッチ構造 ,  ナノ複合材料 ,  増強 ,  破壊強度 ,  エネルギー密度