화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2012년 봄 (05/17 ~ 05/18, 무주덕유산리조트)
권호 18권 1호
발표분야 A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials)
제목 EPD (Electrophoretic Deposition) 법에 의한 펄스파워 캐패시터용 나노복합 유전체 필름 제작
초록 고전압하에서 구동하는 고분자 유전체 기반의 펄스파워 캐패시터는 높은 유전파괴강도를 보이는 반면 낮은 정전밀도와 에너지 밀도로 인해 시스템의 소형 경량화에 한계를 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 높은 유전율과 유전파괴강도를 동시에 구현할 수 있는 새로운 재료의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 고분자 강유전재료인 PVDF-TrFE 중합체에 미량의 금속 나노입자를 분산시킨 형태의 나노복합 유전체 필름을 EPD 법으로 제작하고 그 유전특성의 분석을 통해 복합체 내에서의 나노금속입자의 역할 및 인가전기장에 따른 유전분극 거동을 이해하였다. 금속이온이 포함된 PVDF-TrFE 전구체 용액의 제작 및 EPD 공정 변수의 최적화를 통해 PVDF-TrFE 기지상 내에 금속 나노 입자가 균일하게 분포된 나노복합체를 구현하였으며, 특정 조성 범위에서 pre-percolation 거동에 의한 유전율의 급격한 증가를 확인하였다. 나노복합 유전체의 높은 유전율과 유전파괴강도, 그리고 비선형 분극 거동은 에너지밀도와 정전밀도의 증가로 이어져 펄스파워 및 파워일렉트로닉 시스템의 에너지 저장용 캐패시터로의 응용 가능성을 보인다.
저자 김시원, 김지선, 송요승, 권도균
소속 한국항공대
키워드 PVDF-TrFE; EPD; pre-percolation
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