[发明专利]高介电常数复合材料和制造方法

权利要求书

1.具有高介电常数和高介电强度的复合材料，所述复合材料包含：

具有一定分布的高介电常数陶瓷颗粒；和，

聚合材料，其中将所述聚合材料与所述具有一定分布的高介电常数陶瓷颗粒混合并且原位形成聚合物。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述介电常数为大于20。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述陶瓷颗粒具有单一粒度。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述陶瓷颗粒具有约2nm-约2000μm的直径。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述高介电常数陶瓷颗粒的分布为双峰分布。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述高介电常数陶瓷颗粒的分布为四峰分布。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述高介电常数陶瓷颗粒的分布为三峰分布。

8.根据权利要求7所述的复合材料，其中所述三峰分布的最大分布的陶瓷颗粒直径为40μm-220μm。

9.根据权利要求7所述的复合材料，其中所述三峰分布的中间分布的陶瓷颗粒直径为500nm-5μm。

10.根据权利要求7所述的复合材料，其中所述三峰分布的最小分布的陶瓷颗粒直径在2nm-500nm范围内。

11.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述三峰分布包含至少一种具有在第一范围40μm-220μm的第一直径的第一陶瓷颗粒，至少一种具有在第二范围500nm-5μm的第二直径的第二陶瓷颗粒，和至少一种具有在第三范围2nm-500nm的第三直径的第三陶瓷颗粒。

12.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述三峰分布包含至少一种具有在第一范围0.5μm-3μm的第一直径的第一陶瓷颗粒，至少一种具有在第二范围65μm-150μm的第二直径的第二陶瓷颗粒，和至少一种具有在第三范围2nm-200nm的第三直径的第三陶瓷颗粒。

13.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述高介电常数陶瓷颗粒的分布具有50%或更大的第一体积分数且所述聚合材料具有50%或更小的第二体积分数。

14.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述陶瓷颗粒为钙钛矿。

15.根据权利要求13所述的复合材料，其中所述钙钛矿包括钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、锆钛酸铅、铌镁酸铅-钛酸铅或其组合。

16.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合材料基本上填充了在两个或更多个所述高介电常数陶瓷颗粒之间的空隙空间。

17.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合材料直接骊合到所述高介电常数陶瓷颗粒的表面。

18.根据权利要求1所述的复合材料，其中不与另一陶瓷颗粒的另一表面部分相接触的每个陶瓷颗粒的所有表面部分都与所述聚合材料或介电液体填料接触。

19.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合材料为无机-有机偶联剂。

20.根据权利要求1所述的复合材料，其中所述聚合材料由包括硅烷、钛酸酯、锆酸酯或其组合的偶联剂衍生的聚合物前体形成。

21.根据权利要求20所述的复合材料，其中所述聚合物前体发生反应形成聚倍半硅氧烷。

22.根据权利要求20所述的复合材料，其中所述聚合物前体由选自三乙氧基乙烯基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷的三烷氧基硅烷形成。

23.根据权利要求1所述的复合材料，其中在模压机中压制所述复合材料。

24.根据权利要求23所述的复合材料，其中在模压机中压制之前，将所述聚合材料的前体与所述具有一定分布的高介电常数陶瓷颗粒混合。

25.根据权利要求24所述的复合材料，其中原位聚合和交联所述前体。

26.根据权利要求25所述的复合材料，其中通过热、化学催化剂或紫外光中的至少一种聚合所述前体。

27.根据权利要求1所述的复合材料，其进一步包含介电液体。