硅橡胶导电复合材料电性能的DC/AC测试

对炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的伏-安特性进行了DC/AC测试.测试结果表明:该种导电复合材料具有非欧姆特性,电压与电流之间具有非线性关系.交流测试情况下,当交流电激励频率变化较小时,输出电流基本不受影响;而当频率变化较大时,输出电流发生了较明显变化,电流随着频率的增大逐渐增大.由此可知试样的电阻抗随着交流频率的增大而不断减小.在炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的导电体系中,隧道导电(电容阻抗)与搭接/接触导电(电阻阻抗)同时存在,隧道电流是非欧姆特性及频率增大时阻抗减小的主要原因.结果分析表明:对该类导电复合材料进行电阻(抗)测试时,需了解所使用测试仪器的激励电源模式.     

天然橡胶/杜仲胶复合材料的制备及其阻尼性能研究

在天然橡胶(NR)中引入杜仲胶(EUG),以环氧化天然橡胶(ENR)/受阻酚AO-80(质量比为25∶20)为阻尼相,制备了NR/EUG/ENR/AO-80复合材料,并测定了复合材料的硫化特性、力学性能、结晶性能与动态力学性能。结果表明：复合材料在常温范围内具有较高的损耗因子与较宽的阻尼温域,当NR与EUG的质量比为60∶40时复合材料具有最大的损耗因子峰值,并且随着EUG含量的增加,总体上复合材料在常温范围内的储能模量逐渐增大;复合材料的玻璃化转变温度出现在-60℃附近,并且随着EUG含量的增加,复合材料开始出现EUG结晶的熔融峰,结晶度和熔融温度逐渐增大。扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明复合材料的断面较为平整,ENR改善了两相的相容性;透射电子显微镜(TEM)测试结果表明NR与EUG两相之间具有明显的分界。复合材料在低应变下表现出高柔性的特点,同时具有较高的拉伸强度和拉断伸长率。     

硼氢化钠一步还原制备纳米银颗粒/石墨烯复合材料及其在导电胶中的应用

由于石墨烯具有优良的导电性,诸多研究选择石墨烯作为导电胶的导电填料,以提高导电胶的电学性能。本研究采用Hummers法制备氧化石墨烯,以Na BH4作为还原剂,采用同步还原法制备纳米银颗粒担载在石墨烯片层上的复合材料,并以质量分数分别为0.0%、0.2%、0.5%和1.0%的比例,将其填充到导电胶样品中,研究样品导电性能。采用拉曼光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试技术对复合材料进行结构表征,利用四探针电阻率测量仪对样品进行电学性能测试,结果表明:纳米银颗粒均匀地载在还原石墨烯片层上,其平均粒径为6.86 nm;填充复合材料后,导电胶样品电阻率降低,当复合材料掺杂量为0.2%(wt)时,导电胶样品电阻率(9.88×10-5Ω·cm)最低。     

二硫化钼量子点-氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化产氢性能研究

采用超声法制备了MoS_2量子点,将其与氧化石墨烯复合,并将复合材料(MG)应用于光催化分解水制氢.利用透射电子显微镜、N_2吸收仪、电化学工作站和气相色谱仪分别测试了复合材料的形貌、N2等温吸附脱附曲线、电化学阻抗、光电流响应和光催化产氢速率.结果表明,氧化石墨烯的含量为2.0%时,产物的光催化效率达到最高.复合材料MG-2.0优异的光催化性能主要归功于催化剂中MoS_2量子点分散性提高而导致产物比表面积增大与活性位点含量的提高;另外,电子传输介质氧化石墨烯的存在可有效地促进光生载流子的分离.     

碳管纤维/水泥基复合材料的制备及电学性能研究

目的研究碳纳米管纤维(CNTF)对水泥基体电学性能、压力敏感性能的影响,以实现碳纳米管纤维/水泥复合材料的定向导电性能和机敏性能.方法以CNTF为增强组分,通过对CNTF进行表面处理以提高CNTF与基体间界面结合,从而制备成碳纳米管/水泥复合材料.采用Keithley2400数字源表测量不同掺量下复合材料的电阻及相同载荷下的电阻变化,并对其导电性、压敏性以及抗压性能进行测试研究.结果少量的CNTF可以显著提高水泥基复合材料的电导率,且随着碳纳米管纤维掺量的增加,导电率随之增加;将碳纳米管纤维掺入水泥净浆中形成的试件具有优良的压敏性能,且当掺量增大并且均匀分布时压敏性能表现更稳定;掺入碳纳米管纤维后,复合材料的力学性能并无明显下降.结论碳纳米管纤维可以显著提高水泥基复合材料的导电性能和压力敏感性能,而力学强度变化不大.     

ZIF-9基多孔碳/碳纤维复合材料的孔结构对锂硫电池性能的影响

通过溶剂热法在碳纸的碳纤维表面生长高密度排列的ZIF-9,后经一步热解再氧化,形成ZIF-9基多孔碳/碳纤维导电复合材料。SEM、TEM、EDS、XRD、XPS、BET表征结果显示,不同氧化时间制备的材料形貌和组成相同,随氧化时间的增加最可几孔径增大,呈单峰多孔碳→双峰多孔碳→单峰多孔碳的变化趋势。恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗电化学测试结果显示,随着氧化时间的增加电池放电比容量、循环稳定性呈先升高后降低的趋势。氧化2 h制备的C-N-Co_3O_(4(2))/CP材料是最可几孔径2.0 nm的双峰多孔碳,其电池比电容量、循环稳定性表现最佳。具有适宜孔径和双峰的多孔碳有利于提升电池容量和稳定性。     

基于红外光谱分析的改性沥青SBS含量快速测定技术

为研究改性沥青中SBS改性剂含量的快速测定技术,基于红外光谱分析法,采用Bruker Alpha红外光谱设备获得不同改性剂含量的SBS改性沥青红外光谱图,利用OPUS处理软件测定966、1 456、1 602、2 852、2 921 cm~(-1)等特征吸收峰处的峰值面积与峰高值,并建立上述特征参数与SBS改性剂含量关系的回归模型,并对回归模型的准确性进行验证。同时,为了进一步消除溴化钾压片厚度对试验结果的影响,选用基质沥青的2个特征吸收峰813、1 377 cm~(-1),采用吸光度比值的方法(SBS改性剂的特征吸收峰参数与其和基质沥青的特征吸收峰参数之和的比值作为回归变量)进行回归分析。研究结果表明:966 cm~(-1)特征峰为SBS改性剂中碳碳双键上碳氢键的专属弯曲振动峰,与SBS含量之间具有高度的线性相关性;无论是813还是1 377 cm~(-1),采用特征吸收峰值面积均比峰高度值回归的精度更高,而且813 cm~(-1)比1 377 cm~(-1)作为特征吸收峰的相关性更好;最终选用966 cm~(-1)的峰值面积与其和813 cm~(-1)峰值面积之和的比值作为回归参数,与SBS改性剂含量之间的回归精度高达0.992 5,检测结果误差仅为0.1%。此外,通过改变SBS改性沥青种类、改性剂类型和稳定剂类型,验证该检测方法的适用性,其相对误差同样可以控制在5%以内。研究结果可为实际工程中SBS改性沥青中SBS的含量快速、准确测定提供参考。     

聚乙二醇与氯化钙形成配合物的表征

用红外光谱、X射线光电子能谱、DSC和电导率等研究了乙醇溶液中PEG与CaCl_2发生的相互作用。PEG和PEG-CaCl_2的测试结果表明,由于CaCl_2的加入,PEG中C-O-C键以1110cm~(-1)为中心的红外特征吸收峰漂移至1073cm~(-1)处。对PEG和PEG-CaCl_2进行DSC分析,发现后者的熔点显著升高(从53.6℃升至74.1℃),将PEG-CaCl_2体系的O_1s和Ca_2p X射线光电子能谱分别与PEG和CaCl_2的能谱作比较,得知体系的O_1s电子结合能升高约3eV,Ca_2p电子结合能降低0.4eV。说明氧原子上的孤时电子部分转移到钙离子的外层空轨道,可以认为有O→Ca配位键存在。由电导率测试结果可知,1个Ca~(2+)与大约4个PEG的链节单元形成配值结构物。     

掺溴PPA/掺溴纳米石墨复合材料的导电性能研究

通过对聚苯乙炔(PPA)进行溴蒸气掺杂,使其电导率比未掺溴时电导率提高了11个数量级.用热重、固体紫外光谱、X射线光电子能谱(XPS)研究了溴、石墨和PPA之间的相互作用.结果表明,掺溴纳米石墨含量较低时,溴对复合材料电导率提高起主要作用;掺溴纳米石墨含量较高时,掺溴纳米石墨对掺溴PPA的掺杂作用是复合材料电导率提高的主要作用;掺溴纳米石墨含量更高时,由掺溴纳米石墨直接相连所构成的导电网络对复合材料电导率提高起主要作用.     

Ga1-xAlxN/GaN量子点红外吸收谱

用有效质量理论对Ga1_xAlxN/GaN量子点的红外吸收谱进行研究.采用差分方法求解量子点的薛定谔方程,给出量子点的导带子带能谱.计算发现量子点的基态束缚能随Al分数x的增加而增大,随其半径的增大而减小.计算量子点的吸收系数发现,量子点的体积大小严格控制着它的光子吸收特征,量子点半径变小时,其吸收峰发生蓝移,相应吸收峰的峰值也就越大,研究结果对于设计高性能的红外光电探测器和激光器具有指导意义的.