Core@double-shell structured fillers for increasing dielectric constant and suppressing dielectric loss of PVDF-based composite films

电介质 材料科学 复合材料 复合数 介电损耗 高-κ电介质 芯(光纤) 导电体 壳体(结构) 聚合物 极化(电化学) 介电常数 光电子学 物理化学 化学
作者
Dajun Hou,Jing Zhou,Wen Chen,Pengchao Zhang,Jie Shen,Zelang Jian
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:48 (16): 22691-22698 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2022.03.177
摘要

High dielectric constant polymer dielectrics have attracted a great deal of attention in flexible electronics. However, it appears to be a paradox for polymer dielectrics that the enhancement of their dielectric constant often comes along with the increase of dielectric loss. Hence, we reported core@double shell structured filler/poly(vinylidene fluoride) (PVDF) composites to overcome this paradox. The hybrid filler with BaTiO 3 (BT) as the core, conductive carbon as the inner shell, and insulating polydopamine (PDA) as the outer shell was synthesized. As a result, the BT@C@PDA/PVDF composites at the filler content of 11 vol% exhibit an outstanding dielectric performance with a dielectric constant of 45 and a dielectric loss of 0.053 at 10 3 Hz. This phenomenon can be attributed to the increased interfacial polarization induced by the inner carbon shell and the conductive paths blockade caused by the outside PDA shell inside the BT@C@PDA/PVDF composites. This work reveals that rational design of core@double shell structured hybrid fillers maybe a promising way to optimize the overall dielectric performance of the PVDF-based composites.
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