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A Developed Rahaman Model for Estimating the Dielectric Permittivity of Polymer–Barium Titanate Nanocomposites
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-09-01 , DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02424 Jiang Shao 1 , Mingbo Ji 2 , Xue Liu 3
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-09-01 , DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02424 Jiang Shao 1 , Mingbo Ji 2 , Xue Liu 3
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A developed Rahaman model considering the interphase properties is proposed to estimate the dielectric permittivity of polymer–barium titanate (BT) nanocomposites. In this study, the ceramic BT nanoparticle and the interphase region surrounding the nanoparticle are regarded as an equivalent nanoparticle, which has a core–shell structure. The polymer–BT nanocomposite is assumed to be a homogeneous mixture of the polymer matrix and equivalent nanoparticles. The dielectric permittivity of the polymer–BT nanocomposite is calculated in two steps. First, the dielectric permittivity of the equivalent particle is calculated. Afterward, the dielectric permittivity of the polymer–BT nanocomposite, which is determined by the dielectric permittivity of the polymer substrate and the ceramic nanoparticles, is calculated based on the developed Rahaman model. The modeling results are verified using experimental data to evaluate the accuracy of the proposed method. A good agreement between the experimental data and the modeling results can be achieved by properly assuming the characteristics of the interphase. Furthermore, the influences of the BT particle properties, interphase properties, and matrix properties on the dielectric permittivity of polymer–BT nanocomposites are investigated. This developed Rahaman model is expected to provide a theoretical guideline for the experimental design of polymer–BT nanocomposites with excellent dielectric properties.
中文翻译：
用于估计聚合物-钛酸钡纳米复合材料介电常数的开发拉哈曼模型
提出了一种考虑界面特性的开发的拉哈曼模型来估计聚合物-钛酸钡 (BT) 纳米复合材料的介电常数。在本研究中，陶瓷 BT 纳米颗粒和纳米颗粒周围的界面区域被视为具有核壳结构的等效纳米颗粒。聚合物-BT 纳米复合材料被假定为聚合物基体和等效纳米颗粒的均匀混合物。聚合物-BT纳米复合材料的介电常数分两步计算。首先，计算等效粒子的介电常数。然后，聚合物-BT纳米复合材料的介电常数由聚合物基底和陶瓷纳米颗粒的介电常数决定，基于开发的拉哈曼模型进行计算。使用实验数据验证建模结果，以评估所提出方法的准确性。通过适当假设界面的特性，可以使实验数据和建模结果之间达到良好的一致性。此外，研究了 BT 颗粒特性、界面特性和基体特性对聚合物-BT 纳米复合材料的介电常数的影响。该开发的 Rahaman 模型有望为具有优异介电性能的聚合物-BT 纳米复合材料的实验设计提供理论指导。此外，研究了 BT 颗粒特性、界面特性和基体特性对聚合物-BT 纳米复合材料的介电常数的影响。该开发的 Rahaman 模型有望为具有优异介电性能的聚合物-BT 纳米复合材料的实验设计提供理论指导。此外，研究了 BT 颗粒特性、界面特性和基体特性对聚合物-BT 纳米复合材料的介电常数的影响。该开发的 Rahaman 模型有望为具有优异介电性能的聚合物-BT 纳米复合材料的实验设计提供理论指导。
更新日期：2021-09-15
中文翻译：
用于估计聚合物-钛酸钡纳米复合材料介电常数的开发拉哈曼模型
提出了一种考虑界面特性的开发的拉哈曼模型来估计聚合物-钛酸钡 (BT) 纳米复合材料的介电常数。在本研究中，陶瓷 BT 纳米颗粒和纳米颗粒周围的界面区域被视为具有核壳结构的等效纳米颗粒。聚合物-BT 纳米复合材料被假定为聚合物基体和等效纳米颗粒的均匀混合物。聚合物-BT纳米复合材料的介电常数分两步计算。首先，计算等效粒子的介电常数。然后，聚合物-BT纳米复合材料的介电常数由聚合物基底和陶瓷纳米颗粒的介电常数决定，基于开发的拉哈曼模型进行计算。使用实验数据验证建模结果，以评估所提出方法的准确性。通过适当假设界面的特性，可以使实验数据和建模结果之间达到良好的一致性。此外，研究了 BT 颗粒特性、界面特性和基体特性对聚合物-BT 纳米复合材料的介电常数的影响。该开发的 Rahaman 模型有望为具有优异介电性能的聚合物-BT 纳米复合材料的实验设计提供理论指导。此外，研究了 BT 颗粒特性、界面特性和基体特性对聚合物-BT 纳米复合材料的介电常数的影响。该开发的 Rahaman 模型有望为具有优异介电性能的聚合物-BT 纳米复合材料的实验设计提供理论指导。此外，研究了 BT 颗粒特性、界面特性和基体特性对聚合物-BT 纳米复合材料的介电常数的影响。该开发的 Rahaman 模型有望为具有优异介电性能的聚合物-BT 纳米复合材料的实验设计提供理论指导。
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