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西安科技大学考研难度，西安电子科技大学考研难度大吗

西安科技大学周文英教授联合美国宾夕法尼亚州立大学李博博士及清华大学钟少龙博士在国际材料领域顶刊 Adv. Mater. 上发表了题为Core–Shell Engineering of Conductive Fillers toward Enhanced Dielectric Properties: A Universal Polarization Mechanism in Polymer Conductor Composites的研究论文。

背景介绍

高介电常数和低损耗的聚合物柔性介电材料广泛应用于电力电子、储能等领域。基于渗流理论设计和制备的导电填料/聚合物复合材料在极低填料含量下大幅提升聚合物介电常数，保持良好的力学柔性及其他性能。然而，由于缺乏对微观极化机制的深入认识，常见的微电容网络和界面极化理论无法很好地解释复合材料宏观介电性能的非单调变化及其与填料微观极化之间的相关性，不能很好地为填料选择及复合材料的结构设计提供指导原则。

近年来，开尔文探针力显微镜(KPFM)被用于研究微观极化行为，但很少报道利用KPFM探测逾渗型聚合物复合材料内部的微区极化，了解这些微观区域偶极取向和电荷注入/捕获的行为。因此，本文采用KPFM技术表征了复合材料的微观极化，探究了填料的退火条件对聚合物复合材料的表面电势ΔVsp的影响，重点结合KPFM技术和介电松弛谱方法探讨聚合物导体复合材料的极化机理，期待研究结论为复合材料的界面及介电理论模型的研究提供重要的参考价值。

本文要点

1. 本工作通过调控导体填料Zn粒子的退火条件来优化壳层结构和电阻率，在高于临界渗流浓度下制备了一类新型核壳结构Zn/PVDF复合材料。利用介电松弛谱(DRS)表征了复合材料的宏观极化，结果表明复合材料具有高介电常数的同时保持了较低介电损耗。

2. 利用Cole-Cole方程拟合揭示了复合材料存在PVDF基体的高频介电弛豫和填料的低频介电弛豫，特别是填料的低频介电弛豫显示出对退火程度的非单调依赖(图3b)。随着退火程度的增加，介电松弛强度(Δε)和弛豫时间(τ)均呈现先增大后减小的趋势，表明了填料低频介电弛豫是导致聚合物复合材料宏观介电特性的异常趋势的重要原因(图2)。

3. KPFM和DRS测量的介电松弛强度（Δε）与极化动力学（τ）成反比，而两者都与宏观介电测量结果相反，表明填料的局部极化与复合材料宏观极化存在较大差异：即单个填料极化随壳层电阻率的变化呈现单调变化，而复合材料宏观介电性能呈现非单调变化趋势，这和之前广为接受的界面极化机理有所不同。

4. f ＞fc时，填料团簇的有效尺寸依赖于导电颗粒间的电子传输，显示出对绝缘壳层电阻率的非单调依赖性。基于以上探究，本研究提出了一种新的团簇极化机制，揭示了逾渗型聚合物复合材料的极化是由导电填料团簇内的电子位移形成的一种畴(domain)极化过程，而非单一的填料或填料/聚合物界面极化行为。因此，通过优化绝缘壳的电性能，可获得一种具有大团簇尺寸的新型渗透复合材料，该结构可抑制团簇间的电子传输，因此在保持低介电损耗的同时获得了高介电常数。研究结构揭示的新型极化机理和推导的尺度关系为设计先进介电复合材料提供了新参考和见解。