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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 24/2019

12.11.2019

Mediating dielectric/breakdown conflict in polydopamine@HfB2 nanorod-filled polymer composites from rational meaty-sandwich structure

verfasst von: Qihuang Deng, Fupeng Wang, Yefeng Feng, Zhichao Xu, Cheng Peng, Xiaoqing Xu, Wei Li, Guoxun Wu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 24/2019

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Abstract

The contradiction between high permittivity and breakdown strength in dielectrics is acknowledged. Although a sandwich structure endows the nanocomposites with ultrahigh breakdown strengths, the permittivity is limited ascribed to series connection of layers. In this work, a novel strategy from “meaty-sandwich” food was utilized to prepare the multi-layer polymer nanocomposites with finely balanced high permittivity and breakdown strength. HfB2 nanorods, BaTiO3 nanoparticles, and BN nanosheets were used as fillers. HfB2 were surface-coated by polydopamine to gain the core–shell nanorods. High-content middle-layer composite results in a large dielectric response, while low-content bilateral-layer composite leads to high breakdown strength. Tri-layer composites with core–shell filler show high breakdown strengths. Five-layer composite with four high-insulation thin layers exhibits an ultrahigh breakdown strength and favorable permittivity. Breakdown mechanisms of composites were proposed. The best tri-layer composite shows a high permittivity of ~ 136@100 Hz and breakdown strength of ~ 263 MV m−1. This work might pave a road for fabrication of promising dielectrics.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Mediating dielectric/breakdown conflict in polydopamine@HfB2 nanorod-filled polymer composites from rational meaty-sandwich structure
verfasst von
Qihuang Deng
Fupeng Wang
Yefeng Feng
Zhichao Xu
Cheng Peng
Xiaoqing Xu
Wei Li
Guoxun Wu
Publikationsdatum
12.11.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 24/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-02507-2

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