RU2713223C1 - Dielectric elastomer composite material, method of its production and application - Google Patents
Dielectric elastomer composite material, method of its production and application Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713223C1 RU2713223C1 RU2018142228A RU2018142228A RU2713223C1 RU 2713223 C1 RU2713223 C1 RU 2713223C1 RU 2018142228 A RU2018142228 A RU 2018142228A RU 2018142228 A RU2018142228 A RU 2018142228A RU 2713223 C1 RU2713223 C1 RU 2713223C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- dielectric
- powder
- polyvinyl butyral
- composite material
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области производства материалов для электрофизического приборостроения, а именно к композитным диэлектрикам, обладающим высокой диэлектрической проницаемостью при сохранении высокой эластичности, а также способам их получения и применения, и может быть использована при создании различных электронных приборов и устройств, рабочие параметры которых определяются межэлектродным расстоянием и величиной диэлектрической проницаемости межэлектродного пространства емкостных элементов, в том числе - при производстве микроконденсаторов и емкостных датчиков давления и перемещения.The group of inventions relates to the field of production of materials for electrophysical instrumentation, namely, composite dielectrics with high dielectric constant while maintaining high elasticity, as well as methods for their preparation and application, and can be used to create various electronic devices and devices, the operating parameters of which are determined interelectrode distance and the value of the dielectric constant of the interelectrode space of capacitive elements, including when zvodstve microcapacitors and capacitive pressure sensors and displacement.
Основной тенденцией в развитии микроэлектроники является миниатюризация устройств и совершенствование их рабочих характеристик. Для устройств, основанных емкостных компонентах, это требует использования диэлектрических материалов с более высоким значением диэлектрической проницаемости (ε).The main trend in the development of microelectronics is the miniaturization of devices and the improvement of their performance. For devices based on capacitive components, this requires the use of dielectric materials with a higher dielectric constant (ε).
В частности, к этой группе устройств относятся сенсорные системы емкостных датчиков давления и перемещения, являющиеся измерительными преобразователями неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др.) в значения электрической емкости. Обычно емкостный датчик представляет собой плоский или цилиндрический конденсатор, одна из обкладок которого испытывает подвергаемое контролю перемещение, вызывающее изменение емкости, при этом рабочие характеристики в существенной степени определяются величиной диэлектрической проницаемости среды, заполняющей межэлектродное пространство (смотри, например, патент США №4420790 от 13.12.1983, МПК: G01L 9/0073).In particular, this group of devices includes sensor systems of capacitive pressure and displacement sensors, which are measuring transducers of non-electric quantities (liquid level, mechanical forces, pressure, humidity, etc.) into values of electric capacitance. Typically, a capacitive sensor is a flat or cylindrical capacitor, one of the plates of which undergoes controlled movement, causing a change in capacitance, while the performance is largely determined by the dielectric constant of the medium filling the interelectrode space (see, for example, US patent No. 4420790 of 13.12 .1983, IPC: G01L 9/0073).
В электронных системах искусственного осязания предлагается использовать микроструктурированные биосовместимые полимеры с высоким значением диэлектрической проницаемости, например, полидиметилсилоксаны (S. С. В. Mannsfeld, В. C-K. Tee, R. М. Stoltenberg, С. V. Н-Н. Chen, S. Barman, В. V. О. Muir, А.N. Sokolov, С. Reese, Z Bao, Highly sensitive flexible pressure sensors with microstructured rubber dielectric layers // Nature Materials 2010, V. 9. №6. P. 859-864) или тонкие пленки из золота в комбинации с полисилоксановым каучуками (Cotton D. P. J., Graz I. М., Lacour S. Р. А Multifunctional Capacitive Sensor for Stretchable Electronic Skins // Sensors J. IEEE 2009. V. 9. №12. P. 2008-2009).In electronic systems of artificial touch, it is proposed to use microstructured biocompatible polymers with a high dielectric constant, for example, polydimethylsiloxanes (S. C. B. Mannsfeld, B. CK. Tee, R. M. Stoltenberg, C. V. H-H. Chen, S. Barman, V. V. O. Muir, A.N. Sokolov, C. Reese, Z Bao, Highly sensitive flexible pressure sensors with microstructured rubber dielectric layers // Nature Materials 2010, V. 9. No. 6. P. 859-864) or thin films made of gold in combination with polysiloxane rubbers (Cotton DPJ, Graz I. M., Lacour S. P. A Multifunctional Capacitive Sensor for Stretchable Electronic Skins // Sensors J. IEEE 2009. V. 9. No. 12. P. 2008-2009).
Известно также, использование запоминающих сенсорных систем перемещения (давления), основанных на применении сенсорных элементов в виде гибридных наноматериалов, например, систем, включающих нанесенные на эластичные полимеры многослойные нанопокрытия, состоящие из самоорганизованных органических пленок и напыленных на них тонкопленочных оксиднометаллических покрытий (Organic Nonvolatile Memory Transistors for Flexible Sensor Arrays / T. Sekitani, T. Yokota, U. Zschieschang, H. Klauk, S. Bauer, K. Takeuchi, M. Takamiya, T. Sakurai, T. Someya // Science 2009. V. 326. №5959. P. 1516-1519).It is also known to use storage sensory displacement (pressure) systems based on the use of sensor elements in the form of hybrid nanomaterials, for example, systems including multilayer nanocoatings applied to elastic polymers, consisting of self-organized organic films and thin-film oxide-metal coatings sprayed onto them (Organic Nonvolatile Memory Transistors for Flexible Sensor Arrays / T. Sekitani, T. Yokota, U. Zschieschang, H. Klauk, S. Bauer, K. Takeuchi, M. Takamiya, T. Sakurai, T. Someya // Science 2009.V. 326. No. 5959. P. 1516-1519).
Большинство предложений по увеличению чувствительности емкостных датчиков давления основаны на оптимизации конструктивных особенностей традиционного технического решения (плоский конденсатор). Имеется лишь незначительное количество патентов, в которых делаются попытки использовать с этой целью применение в конструкции датчиков материалов с особо высокими значениями диэлектрической проницаемости, и рассмотрены конкретные технические решения. Так, в патенте РФ №2593271 от 10.08.2016 (МПК: Н01В 3/00), в качестве среды для заполнения межэлектродного пространства датчиков давления и перемещения предлагается использовать жидкий композитный диэлектрик, включающий органическую жидкость с гомогенно диспергированным в ней порошком сегнетоэлектрика в форме сложного оксида с размером частиц не более 400 нм, стабилизирующую добавку в виде поверхностно-активного вещества, предохраняющую от высаживания твердой фазы из жидкого диэлектрика и добавку металлорганического соединения, увеличивающую плотность органической жидкости, при этом в качестве сложного оксида использовано соединение состава K1.46Ti8-xMexO16, где Me=Fe или Ni, х=0,3-0,7 а в качестве органической жидкости - диоктилфталат или диэтиленгликоль. Данное техническое решение обеспечивает существенное увеличение чувствительности емкостного сенсорного элемента датчика, однако, создает ряд конструкционных проблем, связанных с необходимостью введения в конструкцию датчика буферных емкостей для приема жидкого диэлектрика, вытесненного из межэлектродного пространства при уменьшении расстояния между электродами, а также не позволяет использовать подобные системы в датчиках, предназначенных для работы в условиях высоких ускорений.Most proposals to increase the sensitivity of capacitive pressure sensors are based on optimizing the design features of a traditional technical solution (flat capacitor). There are only a small number of patents in which attempts are made to use materials with particularly high dielectric permittivity in the design of sensors, and specific technical solutions are considered. So, in RF patent No. 2593271 dated 08/10/2016 (IPC: Н01В 3/00), it is proposed to use a liquid composite dielectric as an environment for filling the interelectrode space of pressure and displacement sensors, including an organic liquid with a ferroelectric powder homogeneously dispersed in it in the form of a complex oxide with a particle size of not more than 400 nm, a stabilizing additive in the form of a surfactant, which prevents the precipitation of a solid phase from a liquid dielectric and the addition of an organometallic compound that increases the tnost organic liquid, wherein the composite oxide as used compound composition K 1.46 Ti 8-x Me x O 16, wherein Me = Fe or Ni, x = 0.3-0.7 and an organic liquid - dioctyl phthalate or diethylene glycol. This technical solution provides a significant increase in the sensitivity of the capacitive sensor element of the sensor, however, it creates a number of structural problems associated with the need to introduce buffer capacitors in the sensor design to receive a liquid dielectric displaced from the interelectrode space with a decrease in the distance between the electrodes, and also does not allow the use of such systems in sensors designed to operate under high acceleration conditions.
В Европейском патенте №2698616 от 16.08.2013 (МПК: G01L 1/14, G01L 9/00), конденсатор сенсорного элемента емкостного датчика давления содержит плоскую пленку эластомера, которая сформирована между электродами для измерения электрической емкости. Пленка эластомера расположена на гибкой или жесткой поверхности. Между пленкой эластомера и гибкой или жесткой пластиной в ненапряженном состоянии основного блока формируется полость. Внешняя (наружная) сторона основного блока деформируется таким образом, что расстояние между электродами уменьшается, за счет чего уменьшается объем полости, тем самым увеличивается измеряемая электрическая емкость. Пленка из эластомера в данном случае лишь препятствует прямому контакту электродов и требований к величине диэлектрической проницаемости полимера не предъявляется.In European patent No. 2698616 of 08.16.2013 (IPC: G01L 1/14, G01L 9/00), the capacitor of the sensor element of the capacitive pressure sensor contains a flat film of elastomer, which is formed between the electrodes for measuring electric capacitance. The elastomer film is located on a flexible or rigid surface. A cavity is formed between the elastomer film and the flexible or rigid plate in the unstressed state of the main unit. The outer (outer) side of the main unit is deformed so that the distance between the electrodes decreases, thereby reducing the volume of the cavity, thereby increasing the measured electrical capacitance. In this case, an elastomer film only prevents direct contact of the electrodes and there are no requirements for the dielectric constant of the polymer.
Эластомерные композиты с высокой диэлектрической проницаемостью (Hi-K) обычно используют в кабельной арматуре для выравнивания напряженности электрического поля, в местах склеек и концевых заделов. Традиционно, эти материалы представляют собой эластомеры, наполненные порошками материалов, которые имеют очень высокую диэлектрическую проницаемость (Hi-K материалы), таких как титанаты бария, стронция или другие сегнетоэлектрики (Robertson J. High dielectric constant oxides // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2004, V. 28, P. 265-291). Однако, для достижения высокой диэлектрической проницаемости таких композитов, требуется высокое содержание функционального наполнителя (более 50 объемных процентов), что радикально снижает эластические свойства композиционного материала.High dielectric constant (Hi-K) elastomeric composites are usually used in cable fittings to equalize the electric field strength, in the joints and gaps. Traditionally, these materials are elastomers filled with powders of materials that have very high dielectric constant (Hi-K materials), such as barium titanates, strontium or other ferroelectrics (Robertson J. High dielectric constant oxides // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2004, V. 28, P. 265-291). However, to achieve a high dielectric constant of such composites, a high content of functional filler (more than 50 volume percent) is required, which radically reduces the elastic properties of the composite material.
Наиболее близким к заявляемым техническим решениям является изобретение согласно патенту РФ №2540412 от 10.02.2015 (Диэлектрический материал с нелинейной диэлектрической проницаемостью. МПК: H02G 15/184, Н01В 3/00), в котором описана композиция диэлектрического материала и способ ее получения. Данная композиция содержит: полимерный материал, материал наполнителя, диспергированный в полимерном материале, и проводящий материал, диспергированный в полимерном материале. При этом материал наполнителя содержит неорганические частицы и дискретно распределенный проводящий материал, причем, по меньшей мере, часть проводящего материала находится в устойчивом электрическом контакте с неорганическими частицами. Неорганические частицы наполнителя выбраны из группы, состоящей из частиц BaTiO3, частиц BaSrTiO3, частиц CaCu3Ti4O12, частиц SrTiO3 или их смесей, причем неорганические частицы могут быть представлены нанокремнезем-модифицированным титанатом бария. Проводящий материал выбран из группы углеродных материалов, металлов или их комбинаций. Объемное содержание неорганических частиц наполнителя в композиции составляет от приблизительно 20 до приблизительно 40 объемных процентов. Полимерный материал представляет собой силикон, и композиция дополнительно может содержать силиконовое масло в качестве пластификатора. Известный композиционный материал получают следующим образом. Сначала осаждают проводящие частицы на поверхности неорганических частиц функционального наполнителя путем смешивания и прессования и последующего перетирания вместе в ступке в течение 5-10 минут до получения гомогенной дисперсии. Полученный в результате материал наполнителя смешивают в жидкой полимерной матрице (реактопласт), после чего смесь заливают в полость пресс-формы и частично отверждают при температуре 160°С в течение 8 минут, затем удаляют из пресс-формы и дополнительно отверждают в конвекционной печи при температуре 200°С в течение 4 часов.Closest to the claimed technical solutions is the invention according to the patent of the Russian Federation No. 2540412 of 02/10/2015 (Dielectric material with non-linear dielectric constant. IPC: H02G 15/184, Н01В 3/00), which describes the composition of the dielectric material and the method for its preparation. This composition contains: a polymeric material, a filler material dispersed in a polymeric material, and a conductive material dispersed in a polymeric material. Moreover, the filler material contains inorganic particles and a discretely distributed conductive material, and at least a portion of the conductive material is in stable electrical contact with the inorganic particles. Inorganic filler particles are selected from the group consisting of BaTiO 3 particles, particles BaSrTiO 3, particle CaCu 3 Ti 4 O 12, SrTiO 3 particles or mixtures thereof, wherein the inorganic particles may be represented nanosilica-modified barium titanate. The conductive material is selected from the group of carbon materials, metals, or combinations thereof. The volumetric content of inorganic filler particles in the composition is from about 20 to about 40 volume percent. The polymeric material is silicone, and the composition may further comprise silicone oil as a plasticizer. Known composite material is prepared as follows. First, conductive particles are deposited on the surface of the inorganic particles of the functional filler by mixing and pressing and then grinding together in a mortar for 5-10 minutes to obtain a homogeneous dispersion. The resulting filler material is mixed in a liquid polymer matrix (thermoset), after which the mixture is poured into the mold cavity and partially cured at 160 ° C for 8 minutes, then removed from the mold and further cured in a convection oven at a temperature 200 ° C for 4 hours.
Однако, несмотря на более высокое значение диэлектрической проницаемости известного высокоэластичного композиционного материала, величина его диэлектрической проницаемости при относительно невысоких значениях напряженности электрического поля, традиционно применяемого в управляющих системах емкостных датчиков давления и перемещения и не превышающих 1 кВ/мм, составляет 25-30, что не позволяет использовать его в качестве среды, заполняющей межэлектродное пространство сенсорного устройства, чувствительность которого тем выше, чем более высокое значение имеет среда межэлектродного пространства.However, despite the higher dielectric constant of the known highly elastic composite material, its dielectric constant at relatively low values of the electric field strength, traditionally used in control systems of capacitive pressure and displacement sensors and not exceeding 1 kV / mm, is 25-30, which does not allow using it as a medium filling the interelectrode space of a sensor device, the sensitivity of which is higher, the more e has a high value of the interelectrode space environments.
Технической проблемой группы изобретений является разработка состава диэлектрического композиционного материала, а также способа его получения, которые обеспечат высокую диэлектрическую проницаемость при величине напряженности электрического поля менее 1 кВ/мм при сохранении упругих (эластичных) свойств материала и его способности к обратимым деформациям сжатия.The technical problem of the group of inventions is the development of the composition of the dielectric composite material, as well as the method for its preparation, which will provide high dielectric constant when the electric field strength is less than 1 kV / mm while maintaining the elastic (elastic) properties of the material and its ability to reversible compression deformations.
Техническим результатом является получение композитного диэлектрика, характеризующегося высокими значениями параметров диэлектрической проницаемости и эластичности при невысоком содержании функционального наполнителя (от 10 до 30 объемн. %).The technical result is to obtain a composite dielectric, characterized by high values of the dielectric constant and elasticity with a low content of functional filler (from 10 to 30 vol.%).
Технический результат достигается тем, что диэлектрический эластомерный композиционный материал содержит пластифицированный полимерный материал и материал наполнителя, диспергированный в полимерном материале, при этом в качестве полимерного материала содержит поливинилбутираль, а в качестве наполнителя содержит порошок диэлектрика, имеющий химический состав K1.46Ti8-xFexO16, х=0,3-0,9 и структуру голландита, с объемной долей частиц наполнителя от 10 до 30% и размером частиц не более 3 мкм.The technical result is achieved in that the dielectric elastomeric composite material contains plasticized polymeric material and a filler material dispersed in the polymeric material, while the polymeric material contains polyvinyl butyral, and the filler contains dielectric powder having the chemical composition K 1.46 Ti 8-x Fe x O 16 , x = 0.3-0.9 and the structure of hollandite, with a volume fraction of filler particles from 10 to 30% and a particle size of not more than 3 μm.
В одном из частных вариантов реализации изобретения, размер частиц порошка диэлектрика не превышает 400 нм, а объемная доля частиц наполнителя составляет от 20 до 30 объемн. %.In one particular embodiment of the invention, the particle size of the dielectric powder does not exceed 400 nm, and the volume fraction of the filler particles is from 20 to 30 volume. %
В качестве наполнителя может быть использован порошок диэлектрика, имеющий химический состав K1.46Ti7.2Fe0.8O16.As a filler, a dielectric powder having a chemical composition of K 1.46 Ti 7.2 Fe 0.8 O 16 can be used.
Материал может содержать дополнительный пластификатор в виде глицерина, в количестве 3-5% от массы поливинилбутираля.The material may contain additional plasticizer in the form of glycerol, in an amount of 3-5% by weight of polyvinyl butyral.
Технический результат также достигается тем, что способ получения диэлектрического эластомерного композиционного материала в виде пленки включает введение в порошок диэлектрика состава K1.46Ti8-xFexO16, где х=0,3-0,9, имеющего структуру голландита, органического растворителя в количестве 10-30% от массы порошка и механохимическую активацию полученной смеси до полного испарении растворителя, введение полученной дисперсии в 10-15% раствор поливинилбутираля в органическом растворителе с последующей их гомогенизацией, формирование из полученной смеси пленки поливным способом и ее высушивание при температуре, не превышающей температуру структурной деградации поливинилбутираля, до полного испарения органического растворителя.The technical result is also achieved by the fact that the method of producing a dielectric elastomeric composite material in the form of a film includes introducing into the powder a dielectric of composition K 1.46 Ti 8-x Fe x O 16 , where x = 0.3-0.9, having the structure of hollandite, an organic solvent in an amount of 10-30% by weight of the powder and the mechanochemical activation of the resulting mixture until the solvent is completely evaporated, the dispersion is introduced into a 10-15% solution of polyvinyl butyral in an organic solvent, followed by their homogenization, formation from the obtained impurity film irrigated method and its drying at a temperature not exceeding structural degradation polyvinylbutyral temperature until complete evaporation of the organic solvent.
В процессе гомогенизации в полученную дисперсию может быть добавлен дополнительный пластификатор, например, глицерин, взятый в количестве 3-5% от массы поливинилбутираля.In the process of homogenization, an additional plasticizer, for example, glycerin, taken in an amount of 3-5% by weight of polyvinyl butyral can be added to the resulting dispersion.
В качестве порошка диэлектрика может быть использован порошок состава K1.46Ti7.2Fe0.8O16.As the dielectric powder, a powder of the composition K 1.46 Ti 7.2 Fe 0.8 O 16 can be used.
В качестве органического растворителя может быть использован одноатомный спирт с температурой кипения не выше 110°С, например, изопропанол, этанол, пропанол-1, бутанол-1 или их смеси.As an organic solvent, a monohydric alcohol with a boiling point of not higher than 110 ° C can be used, for example, isopropanol, ethanol, propanol-1, butanol-1, or mixtures thereof.
В качестве поливинилбутираля может быть использован коммерческий полимер, предпочтительно, марки ПП, предназначенный для получения полимерных пленок поливным способом.As the polyvinyl butyral, a commercial polymer, preferably of the PP brand, can be used to produce polymer films by irrigation.
Заявляемый диэлектрический эластомерный композиционный материал может применяться в качестве заполнителя межэлектродного пространства емкостных сенсорных элементов датчиков давления и перемещения.The inventive dielectric elastomeric composite material can be used as a filler in the interelectrode space of capacitive sensor elements of pressure and displacement sensors.
Предлагаемый диэлектрический композиционный материал включает полимерный материал, в качестве которого используют промышленный поливинилбутираль, и материал функционального наполнителя в количестве от 10 до 30 объемн. %, диспергированный в полимерном материале. При этом в качестве функционального наполнителя используют голландитоподобный твердый раствор, представляющий собой порошок керамического диэлектрика состава K1.46Ti8-xFexO16, где х=0,3-0,9, имеющий структуру голландита с размером частиц не более 3 мкм, предпочтительно, не более 400 нм. Порошок данного состава может быть получен, например, в соответствии с методикой, описанной в патенте РФ №2493104 (МПК: C01G 23/00, опубл. 20.09.2013).The proposed dielectric composite material includes a polymeric material, which is used as industrial polyvinyl butyral, and a functional filler material in an amount of from 10 to 30 vol. % dispersed in a polymeric material. In this case, a hollandite-like solid solution is used as a functional filler, which is a ceramic dielectric powder of the composition K 1.46 Ti 8-x Fe x O 16 , where x = 0.3-0.9, having a hollandite structure with a particle size of not more than 3 μm, preferably not more than 400 nm. A powder of this composition can be obtained, for example, in accordance with the methodology described in the patent of the Russian Federation No. 2493104 (IPC: C01G 23/00, publ. 09/20/2013).
В качестве высокоэластичного полимерного материала может быть использован спирторастворимый поливинибутираль (ПВБ) по ГОСТ 9439-85, например, ПВБ марки ПП, предназначенный для изготовления поливинилбутиральной пленки методом полива, который может включать различные технологические агенты, стабилизаторы, антиоксиданты и пластификаторы, вводимые в него на стадии производства.As a highly elastic polymer material, alcohol-soluble polyvinyl butyral (PVB) according to GOST 9439-85 can be used, for example, PVB grade PP, designed for the manufacture of polyvinyl butyral film by irrigation, which may include various technological agents, stabilizers, antioxidants and plasticizers introduced into it production stages.
Диэлектрический композиционный материал получают следующим образом. Материал функционального наполнителя, в качестве которого используют сегнетоэлектрик в форме голландитоподобного твердого раствора состава K1.46Ti8-xFexO16, где х=0,3-0,9 с размером частиц не более 3 мкм, диспергируют в органическом растворителе. Предпочтительно в качестве твердого раствора используют раствор с максимально высоким значением диэлектрической проницаемости в области частот 0,1-1,0 кГц, используемой для работы емкостных датчиков давления и перемещения, в частности, имеющий состав K1.46Ti7.2Fe0.8O16, а также предпочтительный размер частиц не более 400 нм. В качестве органического растворителя может быть использован ацетон или одноатомный спирт, например, изопропанол, этанол, пропанол-1, бутанол-1 или любой другой одноатомный спирт, имеющий температуру кипения ниже температуры термической деградации растворяемого в нем полимера (110°С), при которой высушивание полученного композита (пленки) не приводит к потере его высокоэластичных свойств. В предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве органического растворителя используют изопропиловый спирт, имеющий относительно низкую температуру кипения, предпочтительно взятый в количестве 10-30% от массы порошка наполнителя. Полученную дисперсию функционального наполнителя в органическом растворителе подвергают механохимической активации в шаровой мельнице до полного испарения растворителя (в течение 10-30 минут, в зависимости от типа шаровой мельницы и материала помольной гарнитуры), при которой происходит модификация поверхности частиц наполнителя, прививка на нее молекул спирта или его структурных фрагментов и обеспечение высокой смачиваемости модифицированной поверхности спиртовыми растворами поливинилбутираля. В результате формируется более развитая поверхность раздела фаз полимер-наполнитель, обеспечивающая увеличение поляризуемости структуры получаемого в итоге композиционного материала, а значит - и его диэлектрической проницаемости. При этом введение перед помолом в порошок наполнителя менее 10 масс. % растворителя не обеспечивает модифицирование поверхности голландита в процессе механохимической активации и снижает модуль упругости конечного композиционного материала. Введение более 30 масс. % растворителя существенно увеличивает время его испарения, что является экономически нецелесообразным. Затем порошок механохимически активированного голландита вводят в 10-15% (по массе) раствор полимера (поливинилбутираля) в органическом растворителе и подвергают гомогенизации в реакторе в течение 1-3 ч. до получения оптически однородной смеси. После гомогенизации из полученной дисперсии формируют пленку поливным способом (см., например, Красовский В.Н. Технология переработки полимеров. - М: Химия. - 1979. - 120 с. или Патент РФ №2338605 от 20.11.2008, МПК: B05D 1/30, D21H 19/06) и просушивают полученную пленку до полного испарения органического растворителя, предпочтительно, при температуре не выше 110°С, чтобы исключить термическую деградацию полимера.The dielectric composite material is prepared as follows. The material of the functional filler, which is used as a ferroelectric in the form of a hollandite-like solid solution of the composition K 1.46 Ti 8-x Fe x O 16 , where x = 0.3-0.9 with a particle size of not more than 3 μm, is dispersed in an organic solvent. Preferably, a solution with the highest dielectric constant in the frequency range 0.1-1.0 kHz used for the operation of capacitive pressure and displacement sensors, in particular, having the composition K 1.46 Ti 7.2 Fe 0.8 O 16 , and also a preferred particle size of not more than 400 nm. As an organic solvent, acetone or a monohydric alcohol, for example, isopropanol, ethanol, propanol-1, butanol-1 or any other monohydric alcohol having a boiling point below the thermal degradation temperature of the polymer dissolved in it (110 ° C), at which drying the resulting composite (film) does not lead to the loss of its highly elastic properties. In a preferred embodiment of the invention, isopropyl alcohol having a relatively low boiling point, preferably taken in an amount of 10-30% by weight of the filler powder, is used as an organic solvent. The resulting dispersion of the functional filler in an organic solvent is subjected to mechanochemical activation in a ball mill until the solvent evaporates (within 10-30 minutes, depending on the type of ball mill and grinding head material), in which the surface of the filler particles is modified, and alcohol molecules are grafted onto it or its structural fragments and ensuring high wettability of the modified surface with alcohol solutions of polyvinyl butyral. As a result, a more developed polymer-filler interface is formed, providing an increase in the polarizability of the structure of the resulting composite material, and hence its dielectric constant. In this case, the introduction of a filler of less than 10 masses before grinding into a powder. % of the solvent does not provide for the modification of the surface of hollandite in the process of mechanochemical activation and reduces the elastic modulus of the final composite material. The introduction of more than 30 mass. % solvent significantly increases the time of its evaporation, which is economically impractical. Then, the powder of mechanochemically activated hollandite is introduced into a 10-15% (by mass) solution of the polymer (polyvinyl butyral) in an organic solvent and homogenized in the reactor for 1-3 hours to obtain an optically homogeneous mixture. After homogenization, a film is formed from the dispersion obtained by irrigation (see, for example, Krasovsky V.N. Polymer processing technology. - M: Chemistry. - 1979. - 120 pp. Or RF Patent No. 2338605 of November 20, 2008, IPC: B05D 1 / 30, D21H 19/06) and the resulting film is dried until the organic solvent has completely evaporated, preferably at a temperature not exceeding 110 ° C, in order to prevent thermal degradation of the polymer.
10-15% раствор поливинилбутираля может быть получен на основе коммерческого полимера, предпочтительно, марки ПП, предназначенного для получения полимерных пленок поливным способом и содержащего необходимое количество пластификаторов (эфиры себациновой и фталевой кислот, а также эфиры триэтиленгликоля и жирных кислот), например, путем растворения поливинилбутираля (ПВБ) в том же одноатомном спирте, используемом в качестве органического растворителя для механохимической активации поверхности наполнителя, преимущественно, изопропиловом спирте (в количестве, необходимом для получения 10-15% раствора). При этом растворение поливинилбутираля в спирте проводят в реакторе с мешалкой (например, в реакторе GRL-3L) до полного растворения полимера.A 10-15% solution of polyvinyl butyral can be obtained on the basis of a commercial polymer, preferably PP grade, intended for the preparation of polymer films by irrigation and containing the necessary amount of plasticizers (esters of sebacic and phthalic acids, as well as triethylene glycol and fatty acid esters), for example, by dissolution of polyvinyl butyral (PVB) in the same monohydric alcohol used as an organic solvent for mechanochemical activation of the surface of the filler, mainly isopropyl alcohol (in the amount necessary to obtain a 10-15% solution). In this case, the dissolution of polyvinyl butyral in alcohol is carried out in a stirred reactor (for example, in a GRL-3L reactor) until the polymer is completely dissolved.
Использовании раствора полимера, содержащего менее 10 масс. % поливинилбутираля, делает дисперсию слишком вязкой, что затрудняет ее гомогенизацию, при этом формируемая поливным способом пленка имеет высокую пористость, что резко снижает значение диэлектрической проницаемости полученного высокоэластичного материала и, как следствие, приводит к снижению чувствительности сенсорных элементов датчиков давления и перемещения на его основе. Использование раствора, содержащего более 15 масс. % поливинилбутираля, приводит к высаживанию частиц наполнителя на дно смесителя, что также затрудняет гомогенизацию дисперсии и делает полученный раствор непригодным для использования при получении пленки композиционного диэлектрика поливным способом.Using a polymer solution containing less than 10 mass. % polyvinyl butyral, makes the dispersion too viscous, which makes it difficult to homogenize, while the film formed by the irrigation method has high porosity, which sharply reduces the dielectric constant of the obtained highly elastic material and, as a result, reduces the sensitivity of pressure sensor elements and displacement sensors based on it . The use of a solution containing more than 15 mass. % polyvinyl butyral, leads to the precipitation of filler particles on the bottom of the mixer, which also complicates the homogenization of the dispersion and makes the resulting solution unsuitable for use in the preparation of a composite dielectric film by irrigation.
Дополнительно в дисперсию функционального наполнителя в растворе поливинилбутираля может быть добавлен дополнительный пластификатор, например, глицерин, в количестве 3-5% от массы поливинилбутираля, увеличивающий эластичность полученного композита.Additionally, an additional plasticizer, for example, glycerin, in the amount of 3-5% by weight of polyvinyl butyral can be added to the dispersion of the functional filler in the polyvinyl butyral solution, which increases the elasticity of the obtained composite.
Общее содержание частиц функционального наполнителя (K1.46Ti8-xFexO16) в полученном диэлектрическом эластомерном композиционном материале может варьироваться в пределах от 10 до 30 объемн. %. При этом снижение содержания частиц твердого раствора ниже 10 объемн. % приводит к снижению величины диэлектрической проницаемости полученного материала до значения, не обеспечивающего высокую чувствительность емкостных сенсорных элементов датчиков давления и перемещения, а увеличение содержания данного функционального наполнителя выше 30 объемн. %, приводит к потере высокоэластичных свойств полимера и появлению остаточных деформаций в процессе эксплуатации, что влияет на стабильность рабочих характеристик сенсорных элементов.The total content of particles of functional filler (K 1.46 Ti 8-x Fe x O 16 ) in the obtained dielectric elastomeric composite material can vary from 10 to 30 vol. % In this case, a decrease in the content of particles of the solid solution below 10 vol. % leads to a decrease in the dielectric constant of the obtained material to a value that does not provide high sensitivity for capacitive sensor elements of pressure and displacement sensors, and an increase in the content of this functional filler is above 30 vol. %, leads to the loss of highly elastic properties of the polymer and the appearance of residual deformations during operation, which affects the stability of the performance of sensor elements.
Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention
Приведенные ниже примеры представлены для того, чтобы способствовать пониманию настоящего изобретения и не должны быть истолкованы как ограничивающие его объем.The following examples are presented in order to facilitate understanding of the present invention and should not be construed as limiting its scope.
Для получения образцов диэлектрических высокоэластичных композиционных материалов были использованы следующие исходные компоненты: Поливинилбутираль марки ПП (ГОСТ 9439-85, диэлектрическая проницаемость равна 3,6 на частоте 100 Гц), спирт изопропиловый по ГОСТ 9805-84, спирт этиловый по ГОСТ Р 51652-2000; порошки функционального наполнителя состава K1.46Ti7.2Fe0.8O16 (образцы с размером частиц не более 400 нм и образцы с размером частиц не более 3 мкм, диэлектрическая проницаемость равна 1153 при частоте 100 Гц), а также составов K1,46Ti7.7Fe0,3O16 и K1,46Ti7.9Fe0,1O16 (образцы с размером частиц не более 3 мкм, диэлектрическая проницаемость при частоте 100 Гц равна 1007 и 1103, соответственно), синтезированные согласно патенту РФ №2494104; порошок BaTiO3 (HongWuNewMaterial) с размером частиц не более 200 нм (диэлектрическая проницаемость равна 24 при частоте 100 Гц).The following initial components were used to obtain samples of dielectric highly elastic composite materials: Polyvinyl butyral grade PP (GOST 9439-85, dielectric constant 3.6 at a frequency of 100 Hz), isopropyl alcohol according to GOST 9805-84, ethyl alcohol according to GOST R 51652-2000 ; functional filler powders of composition K 1.46 Ti 7.2 Fe 0.8 O 16 (samples with a particle size of not more than 400 nm and samples with a particle size of not more than 3 μm, dielectric constant is 1153 at a frequency of 100 Hz), as well as compositions of 1.46 Ti 7.7 Fe 0.3 O 16 and K 1.46 Ti 7.9 Fe 0.1 O 16 (samples with a particle size of not more than 3 μm, the dielectric constant at a frequency of 100 Hz is 1007 and 1103, respectively), synthesized according to RF patent No. 2494104; BaTiO 3 powder (HongWuNewMaterial) with a particle size of not more than 200 nm (dielectric constant is 24 at a frequency of 100 Hz).
В соответствии с вышеописанным способом были синтезированы образцы композиционных материалов в виде пленок толщиной 0,20±0,02 мм (Таблица 1, образцы 1-8). При этом, в примерах 1-7 в качестве растворителя использовали изопропанол, в примере 8.1 - бутанол-1, а в примере 8.2 - эквимолярную смесь изопропанола и бутанола-1. В примере 4.1 в качестве наполнителя использовали твердый раствор, имеющий структуру голландита и состав K1,46Ti7.6Fe0,4O16 с размером частиц не более 400 нм, а в примерах 4.2, 4.3 и 4.4 - тот же наполнитель с размером частиц не более 3 мкм. В примерах 4.3 и 4.4 в композиционный материал вводили дополнительный пластификатор глицерин в количестве 5% (пример 4.3) и 8% (пример 4.4) от массы ПВБ. В примерах 6.1 и 7 в качестве функционального наполнителя использовали BaTiO3 с размером частиц не более 200 нм. В примерах 6.2 и 6.3 в качестве наполнителя использовали твердые растворы с размером частиц не более 3 мкм, имеющие структуру голландита и состав K1.46Ti7.1Fe0.9O16 (пример 6.2) и K1.46Ti7.7Fe0.3O16 (пример 6.3).In accordance with the above method, samples of composite materials in the form of films with a thickness of 0.20 ± 0.02 mm were synthesized (Table 1, samples 1-8). Moreover, in examples 1-7, isopropanol was used as a solvent, butanol-1 in example 8.1, and an equimolar mixture of isopropanol and butanol-1 in example 8.2. In Example 4.1, a solid solution with a hollandite structure and composition K 1.46 Ti 7.6 Fe 0.4 O 16 with a particle size of not more than 400 nm was used as a filler, and in examples 4.2, 4.3 and 4.4, the same filler with a particle size no more than 3 microns. In examples 4.3 and 4.4, an additional plasticizer glycerin was introduced into the composite material in an amount of 5% (example 4.3) and 8% (example 4.4) by weight of PVB. In examples 6.1 and 7, BaTiO 3 with a particle size of not more than 200 nm was used as a functional filler. In examples 6.2 and 6.3, solid solutions with a particle size of not more than 3 μm having a hollandite structure and composition K 1.46 Ti 7.1 Fe 0.9 O 16 (Example 6.2) and K 1.46 Ti 7.7 Fe 0.3 O 16 (Example 6.3) were used as filler.
Во всех примерах механохимическую активацию проводили в течение 1 часа при введении в порошок наполнителя спирта в количестве 20% от массы наполнителя. Для формирования пленки композиционного материала использовали смеси порошка модифицированного наполнителя и 10%-ного спиртового раствора поливинилбутираля коммерческой марки ПП. Гомогенизацию полученной смеси проводили до получения оптически однородной массы путем перемешивания в реакторе-смесителе GRL-3L в течение 1 часа.In all examples, mechanochemical activation was carried out for 1 hour when alcohol filler was introduced into the powder in an amount of 20% by weight of the filler. To form a film of the composite material, mixtures of a modified filler powder and a 10% alcohol solution of commercial polyvinyl butyral of the commercial grade PP were used. Homogenization of the resulting mixture was carried out until an optically homogeneous mass was obtained by stirring in a GRL-3L mixing reactor for 1 hour.
Были использованы следующие методы тестирования полученных материалов:The following testing methods were used for the materials obtained:
- Измерение частотной зависимости диэлектрической проницаемости: прямые измерения методом импедансной спектроскопии с использованием прибора Novocontrol Alpha AN с амплитудой 100 мВ. При этом использовалась модель сенсорного устройства в виде плоского конденсатора, сформированного пластинами из нержавеющей стали, между которыми помещались образцы пленки полученного диэлектрического высокоэластичного композиционного материала с фиксацией исходного расстояния с помощью микрометрического винта.- Measurement of the frequency dependence of the dielectric constant: direct measurements by impedance spectroscopy using a Novocontrol Alpha AN instrument with an amplitude of 100 mV. In this case, we used a model of a sensor device in the form of a flat capacitor formed by stainless steel plates, between which were placed film samples of the obtained dielectric highly elastic composite material with fixing the initial distance using a micrometer screw.
- Метод определения модуля упругости полимеров при растяжении по ГОСТ 9550-81.- Method for determining the modulus of elasticity of polymers in tension according to GOST 9550-81.
- Метод определения относительной остаточной деформации композиционного материала при сжатии согласно методике, аналогичной представленной в ГОСТ 18268-2017 (Пластмассы ячеистые эластичные. Метод определения относительной остаточной деформации при сжатии).- A method for determining the relative residual deformation of a composite material under compression according to a procedure similar to that presented in GOST 18268-2017 (Elastic cellular plastic. Method for determining the relative residual deformation under compression).
В таблице 1 приведены результаты измерения диэлектрической проницаемости, модуля упругости и остаточной деформации (после 100 циклов сжатия, сопровождающихся уменьшением межэлектродного пространства в 2 раза) для образцов синтезированных композиционных материалов (примеры 1-8).Table 1 shows the results of measuring the dielectric constant, elastic modulus and permanent deformation (after 100 compression cycles, accompanied by a decrease in the interelectrode space by 2 times) for samples of synthesized composite materials (examples 1-8).
Результаты измерений диэлектрической проницаемости образцов диэлектрических композитных материалов различного состава показывают, что образцы, содержащие менее 30 объемных процентов функционального наполнителя (частицы голландита) при частоте 100 Гц имеют диэлектрическую проницаемость выше, чем у композитного диэлектрика, изготовленного с использованием нанопорошка титаната бария, взятого в том же количестве в качестве функционального наполнителя (прототип). Использование порошка твердого раствора состава K1.46Ti7.2Fe0.8O16, имеющего структуру голландита, с более низким значением диэлектрической проницаемости (примеры 6.2 и 6.3) или с более крупным размером частиц (пример 4.2) несколько снижает диэлектрическую проницаемость полученного композиционного материала, однако она остается существенно выше, чем у композиционного материала, полученного с использованием аналогичного количества BaTiO3 в качестве функционального наполнителя (см. примеры 2 и 7, а также 4.1 и 6.1).The results of measurements of the dielectric constant of samples of dielectric composite materials of various compositions show that samples containing less than 30 volume percent functional filler (hollandite particles) at a frequency of 100 Hz have a dielectric constant higher than that of a composite dielectric made using barium titanate nanopowder taken in the same amount as a functional filler (prototype). The use of a solid solution powder of the composition K 1.46 Ti 7.2 Fe 0.8 O 16 having a hollandite structure with a lower dielectric constant (examples 6.2 and 6.3) or with a larger particle size (example 4.2) slightly reduces the dielectric constant of the obtained composite material, however, it remains significantly higher than that of a composite material obtained using a similar amount of BaTiO 3 as a functional filler (see examples 2 and 7, as well as 4.1 and 6.1).
При этом, увеличение содержания функционального наполнителя до 30 объемн. % хотя и приводит к некоторому снижению эластичных свойств композиционного материала (модуль упругости увеличивается), однако это практически не влияет на величину его остаточной деформации при сжатии. Лишь увеличение содержания функционального наполнителя (голландит) свыше 30 объемн. % приводит к заметной потере эластичности материала и появлению существенных остаточных деформаций, величина которых не позволяет использовать данный материал в качестве заполнителя межэлектродного пространства емкостных сенсорных элементов датчиков давления и перемещения.At the same time, an increase in the content of the functional filler is up to 30 vol. % although it leads to a certain decrease in the elastic properties of the composite material (the elastic modulus increases), however, this practically does not affect the value of its residual deformation under compression. Only an increase in the content of the functional filler (hollandite) over 30 vol. % leads to a noticeable loss of elasticity of the material and the appearance of significant residual deformations, the value of which does not allow the use of this material as a filler of the interelectrode space of capacitive sensor elements of pressure and displacement sensors.
Замена изопропанола на другой одноатомный спирт, имеющий температуру кипения ниже 110°С (бутанол-1) или на смесь соответствующих одноатомных спиртов не оказывает существенного влияния на электрические и механические свойства полученного эластомерного композита (примеры 4.2, 8.1 и 8.2).Replacing isopropanol with another monohydric alcohol having a boiling point below 110 ° C (butanol-1) or a mixture of the corresponding monohydric alcohols does not significantly affect the electrical and mechanical properties of the obtained elastomeric composite (examples 4.2, 8.1 and 8.2).
Поскольку предлагаемый функциональный наполнитель имеет более высокое значение диэлектрической проницаемости, в сравнении с традиционно используемыми в качестве функционального наполнителя диэлектриками (например, BaTiO3), то даже снижение содержания наполнителя до 10 объемн. % обеспечивает получение композиционного материала с более высоким значением диэлектрической проницаемости в сравнении с максимально достижимым при использовании BaTiO3 (при 30 объемн. % наполнителя).Since the proposed functional filler has a higher dielectric constant, in comparison with dielectrics traditionally used as a functional filler (for example, BaTiO 3 ), even reducing the filler content to 10 vol. % provides a composite material with a higher dielectric constant in comparison with the maximum achievable when using BaTiO 3 (at 30 vol.% filler).
Введение в состав композиционного материала дополнительного пластификатора в виде глицерина в количестве до 5% от массы поливинилбутираля обеспечивает увеличение его эластичности (величины обратимой деформации), при более высокой величине добавки глицерина, проявляется высокая остаточная деформация композита (см. примеры 4.2, 4.3 и 4.4).Introduction to the composition of the composite material of an additional plasticizer in the form of glycerol in an amount up to 5% by weight of polyvinyl butyral provides an increase in its elasticity (reversible deformation value), with a higher value of glycerol addition, a high residual deformation of the composite appears (see examples 4.2, 4.3 and 4.4) .
Таким образом, использование в качестве функционального наполнителя порошков керамического сегнетоэлектрика состава K1.46Ti8-xFexO16, х=0,3-0,9 имеющего структуру голландита и высокие значения диэлектрической проницаемости в широком частотном диапазоне, позволяет получить диэлектрический композиционный материал с улучшенными диэлектрическими свойствами, который сохраняет свою эластичность и не подвержен остаточным деформациям при многократном сжатии в случае, если объемная доля наполнителя составляет 10-30%.Thus, the use of ceramic ferroelectric powders of the composition K 1.46 Ti 8-x Fe x O 16 , x = 0.3-0.9 with a hollandite structure and high permittivity in a wide frequency range as a functional filler of powders, allows to obtain a dielectric composite material with improved dielectric properties, which retains its elasticity and is not susceptible to permanent deformation during repeated compression if the volume fraction of the filler is 10-30%.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142228A RU2713223C1 (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Dielectric elastomer composite material, method of its production and application |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142228A RU2713223C1 (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Dielectric elastomer composite material, method of its production and application |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2713223C1 true RU2713223C1 (en) | 2020-02-04 |
Family
ID=69625552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018142228A RU2713223C1 (en) | 2018-11-29 | 2018-11-29 | Dielectric elastomer composite material, method of its production and application |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2713223C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751537C1 (en) * | 2020-12-22 | 2021-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкоПромКатализ" (ООО "ЭкоПромКатализ" ) | Multichannel electrode |
| RU2795272C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-05-02 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности | Method for evaluating the ability of materials included in the design of cable fittings to equalize the electric field strength |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393007A1 (en) * | 1989-04-10 | 1990-10-17 | Monsanto Company | Transparent polymeric laminate |
| SU1646612A1 (en) * | 1987-12-21 | 1991-05-07 | Предприятие П/Я А-1979 | Method for preparation of conducting coating |
| RU2540412C2 (en) * | 2009-12-14 | 2015-02-10 | Зм Инновейтив Пропертиз Компани | Nonlinear permittivity dielectric material |
| RU2581359C1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Photocatalytic coating |
| RU2593271C1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А." | Liquid composite dielectric |
-
2018
- 2018-11-29 RU RU2018142228A patent/RU2713223C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1646612A1 (en) * | 1987-12-21 | 1991-05-07 | Предприятие П/Я А-1979 | Method for preparation of conducting coating |
| EP0393007A1 (en) * | 1989-04-10 | 1990-10-17 | Monsanto Company | Transparent polymeric laminate |
| RU2540412C2 (en) * | 2009-12-14 | 2015-02-10 | Зм Инновейтив Пропертиз Компани | Nonlinear permittivity dielectric material |
| RU2581359C1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Photocatalytic coating |
| RU2593271C1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А." | Liquid composite dielectric |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751537C1 (en) * | 2020-12-22 | 2021-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкоПромКатализ" (ООО "ЭкоПромКатализ" ) | Multichannel electrode |
| RU2795272C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-05-02 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности | Method for evaluating the ability of materials included in the design of cable fittings to equalize the electric field strength |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sa-Gong et al. | Poling flexible piezoelectric composites | |
| US11171281B2 (en) | Piezoelectric nanoparticle-polymer composite structure | |
| Kumar et al. | High dielectric permittivity and improved mechanical and thermal properties of poly (vinylidene fluoride) composites with low carbon nanotube content: effect of composite processing on phase behavior and dielectric properties | |
| Satish et al. | Study of piezoelectric and dielectric properties of ferroelectric PZT-polymer composites prepared by hot-press technique | |
| JP2012508681A (en) | Ceramic material, method for producing the ceramic material, and apparatus comprising the ceramic material | |
| CN110164694B (en) | Organic/inorganic ferroelectric composite material with ultrahigh dielectric constant, preparation method and application thereof | |
| EP2133892A1 (en) | Polymer composites comprising antiferroelectric particles and methods of making the same | |
| Ştiubianu et al. | Dielectric elastomers based on silicones filled with transitional metal complexes | |
| RU2713223C1 (en) | Dielectric elastomer composite material, method of its production and application | |
| Liu et al. | Improving dielectric and mechanical properties of CaCu3Ti4O12 nanowire/epoxy composites through a surface-polymerized hyperbranched macromolecule | |
| JPH07297461A (en) | Piezoelectric ceramics-polymer composite material and its manufacture | |
| Li et al. | Optimization of polarization direction on 3D printed 3-3 piezoelectric composites for sensing application | |
| US20190058108A1 (en) | Ion dipoles containing polymer compositions | |
| KR20160063647A (en) | Lead-free piezoelectric ceramic composition and Preparation method thereof | |
| Du et al. | The influence of processing parameters on piezoelectric and dielectric properties of dome-shaped composite PZT-epoxy actuators | |
| Deeba et al. | Tuning of electrical properties of polymer blends or composites by the doping of salts and inorganic fillers: A review | |
| kumar Sappati et al. | 0-3 barium titanate-PDMS flexible film for tactile sensing | |
| KR101590703B1 (en) | Lead-free piezoelectric ceramic composition and Preparation method thereof | |
| KR102576609B1 (en) | Producing method of lead-free piezoelectric ceramics with high strains | |
| CN116828960A (en) | Preparation method of stretchable piezoelectric composite material | |
| KR101106532B1 (en) | Hybrid isolation ink with high dielectric constant for plastic printed electronic device | |
| CN109021267B (en) | Composite material of high dielectric ceramic and PVDF and preparation method | |
| KR20190079061A (en) | Preparing method of lead-free piezoelectric ceramics with high strains | |
| JPH06287448A (en) | High molecular composite piezoelectric material and its production | |
| Wang et al. | [Retracted Article] Performance of Ba0. 95Ca0. 05Zr0. 15Ti0. 85O3/PVDF composite flexible films |