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摘要
目的开发出具有更高的工作场强、更高储能效率的电介质储能材料，对提高电力设备的性能、减小电力设备体积具有重要意义。方法采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备了具有一维核壳结构的SrTiO3@Al2O3纳米纤维填料，并结合流延成型工艺制备出聚偏氟乙烯（PVDF）电介质复合材料。系统地研究了SrTiO3纳米纤维填料表面包覆Al2O3对PVDF电介质复合材料界面极化、介电性能、储能性能的影响。结果制备的一维纳米填料具有良好的核壳结构，其中芯层为SrTiO3，壳层为Al2O3，Al2O3包覆厚度为6nm。低填充量下，一维核壳结构SrTiO3 @Al2O3纳米纤维填料均匀地分散在PVDF基体中。与在相同的体积分数填料填充下，SrTiO3@Al2O3 纳米纤维/PVDF复合材料表现出更低的介电损耗和漏电流、更强的耐击穿场强、以及更高的储能密度和放电效率。SrTiO3@Al2O3纳米纤维/PVDF电介质复合材料的最大储能密度达到8.9J/cm3。结论Al2O3包覆层可以阻止SrTiO3纳米纤维填料在复合材料中的接触，减小Maxwell-Wagner-Sillars界面极化，降低了漏电流，进而提高了复合材料薄膜的击穿强度和储能性能。
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单位河南工程学院
