具有高介電(dian)常(chang)數、高介電(dian)強(qiang)度、低(di)介電(dian)損耗的(de)聚(ju)合(he)物復合(he)材(cai)(cai)料是應用(yong)前景(jing)非(fei)常廣闊的(de)絕緣材(cai)(cai)料，這類(lei)材(cai)(cai)料具有均勻電(dian)場和儲能的(de)作用(yong)，可應用(yong)于電(dian)纜終端，電(dian)力絕緣套管(guan)、集成(cheng)電(dian)容(rong)器以及電(dian)機(ji)絕緣中。這類(lei)材(cai)(cai)料對保證電(dian)力系(xi)統的(de)正(zheng)常運行(xing)具有舉(ju)足輕重(zhong)的(de)作用(yong)。在(zai)聚(ju)合(he)物中加入高介電常數的(de)鈦酸鋇（BaTiO3），鈦酸(suan)鍶鋇[（BST）、鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛（PMN-PT）等(deng)無機粒(li)子以及金屬、碳納米管等(deng)導(dao)電顆(ke)粒(li)是獲得高(gao)介(jie)電復(fu)合(he)材(cai)料的(de)重要手段。這些體(ti)系(xi)是典(dian)型的(de)逾滲體(ti)系(xi)。對(dui)于(yu)這類(lei)體(ti)系(xi)，理(li)解(jie)與把握(wo)逾滲理(li)論對(dui)于(yu)高(gao)介(jie)電復(fu)合(he)材(cai)料的(de)設計是極為重要的(de)。逾滲體(ti)系(xi)的(de)有(you)效介電常數可(ke)表示成：

其中，ε、1ε分別為復合材(cai)料、聚合物(wu)的(de)介電常數(shu)，為孤立的分散相的體積分數，為逾滲閾(yu)值，且，pcpcpp<β是臨界值(zhi)數。

根據方(fang)程(cheng)，具有(you)逾滲(shen)行為的復合材料的介電常數反比于填(tian)充(chong)物的(de)實際填(tian)充(chong)分(fen)數與臨界填(tian)充(chong)分(fen)數（逾滲閾值）之差。因此，要得到(dao)高的(de)介電常(chang)數就必須使得填(tian)充物的填(tian)充分數接近臨界值而又不(bu)能高(gao)于(yu)臨界值。如果填(tian)充分數合適，可以得到非常高(gao)的介電常數。然而，具有逾滲行為的復合(he)材(cai)(cai)料(liao)的介(jie)電性能對(dui)材(cai)(cai)料(liao)的組成(cheng)非常(chang)敏感(gan)，組成(cheng)的輕微變化就(jiu)會(hui)引起(qi)材(cai)(cai)料(liao)性能的很大變化。Dang等制備了體(ti)積(ji)分數為0，02，介電(dian)常數約為(wei)300的(de)聚偏二氟(fu)乙烯(xi)（PVDF）/多(duo)壁碳納(na)米管（MWNT）復(fu)合(he)材料，結(jie)果(guo)發現這(zhe)種復(fu)合(he)材料的逾(yu)滲閾值(zhi)為0，016（體積分數）。Sandler更是(shi)制備出了約為0，0025wt％的(de)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)碳(tan)納米管復合材(cai)(cai)料(liao)。如此低的(de)給(gei)材(cai)(cai)料(liao)的(de)生產以及材(cai)(cai)料(liao)性能指標(biao)的(de)重現性帶來了很大的(de)挑(tiao)戰(zhan)。另一(yi)方面(mian)，聚(ju)合物(wu)微米復合材(cai)(cai)料(liao)具(ju)有較高(gao)的(de)，要想得到(dao)高(gao)的(de)介電常數，填(tian)充物的(de)(de)含量(liang)(liang)一般都比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)高。聚合物在(zai)高填(tian)充下(xia)會引起介電強度(du)，力學性(xing)能(neng)以及(ji)加工性(xing)能(neng)的(de)(de)嚴重(zhong)惡化甚至失(shi)去使用價值(zhi)。相(xiang)比(bi)(bi)之下(xia)，聚合物納米材料(liao)具有較(jiao)(jiao)(jiao)小的(de)(de)，在(zai)較(jiao)(jiao)(jiao)低含量(liang)(liang)下(xia)即可(ke)以大幅度(du)提高復(fu)合材料(liao)的(de)(de)介電常數，這樣(yang)可(ke)以保證復合材料的介(jie)電(dian)強(qiang)度(du)，力學強(qiang)度(du)以及可(ke)加(jia)工(gong)性。Qi等制備了體積分(fen)數為22，3％，介電常數大于300（20℃，1KHz）的epoxy/Ag納米(mi)復(fu)合材料(liao)。

BaTiO3具有(you)非常高的介電常數，是廣泛(fan)使(shi)用的一種電介(jie)質材(cai)料。微米級的BaTiO3顆粒填充的(de)(de)聚合(he)物材料(liao)通(tong)常具有大的(de)(de)介電常數，已經得到了廣泛的應用。然而，BaTiO3的介電(dian)常數與晶(jing)粒度具有明顯的依賴關系[101-103]。實驗(yan)表明，當粒(li)徑(jing)為(wei)20～50µm時(shi)，BaTiO3的介電常數約為1750；當粒徑(jing)約為1，1µm時(shi)，介(jie)電(dian)常數(shu)達到(dao)最大(da)值，約為5000。如果晶(jing)粒繼(ji)續減小，BaTiO3的介電常數(shu)會(hui)迅速下降，如果粒(li)徑小于400nm，介電常數將會變得非常小。通常將這(zhe)種變化(hua)歸(gui)因為BaTiO3由(you)四方相轉(zhuan)變為贗(yan)立方相。保(bao)持BaTiO3的晶格為(wei)四方(fang)相被(bei)認為(wei)是獲得高介電常數BaTiO3的手(shou)段。因此，大規模的合成具有四(si)方相的納米級BaTiO3顆粒(li)將(jiang)會成為納米復合(he)電介質領(ling)域研究的(de)一(yi)個重要課題。

對填充(chong)物進行適當改(gai)性(xing)或(huo)表(biao)面處理(li)可(ke)以有效提高(gao)分散性(xing)，進而提高(gao)復合(he)材(cai)料的(de)使用性(xing)能。Zhang等將(jiang)MWNT進行了氟化硅烷接(jie)枝，通過溶液聚沉法(fa)（coagulation）制備了分散非(fei)常均(jun)勻的PVDF-TrFE-CFE復合電(dian)介質。黨智(zhi)敏等也發(fa)現化學氣相沉淀法(fa)得到(dao)的MWNT在化學處(chu)理前后形成的(de)聚合物基(ji)復合材料具(ju)有明顯(xian)不同(tong)的(de)分(fen)散性和(he)介電性能，與MWNT直接填(tian)充的(de)PVDF復(fu)合材料相比，用三氟苯接枝的MWNT制得的(de)(de)復合材料具有更好的(de)(de)分散性和更高(gao)的(de)(de)介電常數。前者的最(zui)高介(jie)電常數約為300（1000Hz），而后者高達4500（1000Hz）。

一些具有共(gong)軛結(jie)構的(de)有機材料也(ye)具有非常高的(de)介電常(chang)數。如酞菁銅(tong)

（Copper-phthalocyanine，o-CuPc）的齊(qi)聚(ju)物，其結構如圖(tu)1，6所示。電子在電

場(chang)下可以在巨(ju)大的共軛軌道內(nei)運動，使得o-CuPc具有(you)高達(da)105的介電常數(shu)。由(you)于o-CuPc本身難以加工，且具有很大的介電損耗，無法作為電介質材料(liao)使用。將(jiang)o-CuPc植入聚合物所制(zhi)備的(de)復合材(cai)料(liao)是一類高介電材(cai)料(liao)，并且(qie)具有較低的(de)介電損耗和易加工性，具有潛(qian)在的(de)應用(yong)價值。然(ran)而，由于(yu)o-CuPc具有平面體(ti)系的芳香結(jie)構，這類齊聚物非常(chang)容易(yi)形(xing)成堆(dui)砌組裝體(ti)和(he)微凝(ning)聚體(ti)。聚合物分子(zi)之(zhi)間(jian)一般只存在著(zhu)弱的相互作用，很難將這些組裝體(ti)和(he)微凝(ning)聚體(ti)分散開。Huang[107]等采用聚丙(bing)烯酸分(fen)離o-CuPc堆砌組裝體(ti)和(he)微凝聚體(ti)的方法，制備(bei)了40nmo-CuPc填充的(de)聚氨脂（PU）復合材料，在o-CuPc體積(ji)含量僅為3，5％時(shi)，復合材料的介電常數高(gao)達4186（20Hz），是PU的523倍、PU與o-CuPc簡單混合物（16vol％）的167倍(bei)。