高储能密度钛酸钡基复合材料

 高介电常数介电材料在储能方面的特殊作用使其在电工、电子技术领域有着重要的应用。随着电子工业的发展,高储能密度介电材料受到越来越多的关注,出现了一些新型的高储能密度介电材料。高储能密度介电材料具有高的介电常数和击穿强度,其发展的关键是提高储能密度。本文对近年来高储能密度介电材料的研究发展进行了概述,主要讨论了通过对钛酸钡的改性(即掺杂改性、表面包覆改性和复合材料制备)来提高介电材料的储能密度。分析了钛酸钡/聚合物复合材料的制备方法及其介电性能的影响因素,其中,陶瓷填料和聚合物基体2相界面的相容性是复合材料介电性能的重要影响因素。同时,指出了解决BaTiO₃粒子在聚合物基体中的分散问题、填料和聚合物基体的选择以及制备过程中工艺条件的控制都是研究兼具高介电强度和高介电常数复合材料的发展方向。     

有机包覆对磁性聚乳酸复合材料力学和介电性能的影响

合成了磁性纳米Fe_3O_4粒子,并通过有机包覆制备了磁性复合微球,进而分别以铁粒子和微球为填充相制备了两种磁性聚乳酸复合材料,研究比较了不同复合材料的力学性能、结晶,性能及介电性能,探讨了有机包覆对复合材料微观相态及界面特征的影响.结果发现,有机包覆可提高无机铁粒子与聚合物基体的相容性,使得复合材料的韧性大幅提高,同时有机包覆使得无机粒子与聚乳酸分子之间存在强相互作用,从而减少了界面缺陷,改善了复合材料的介电性能.     

纳米添加物-聚合物界面效应增强PVDF基三聚物纳米复合材料的介电响应（英文）

在纳米复合材料中,随着纳米颗粒尺寸的减小,纳米颗粒与聚合物基体间的界面起着越来越大的作用.为此以P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物作为聚合物基体,以低介电系数的SiO₂和高介电系数的BaTiO₃纳米颗粒为填料研究了界面的增强效应.对于这两种纳米颗粒,当体积分数低于1%时,其介电系数和极化响应均出现异常的增加.这些增加与纳米颗粒本身的介电性能及三聚物的结晶度变化无关.聚合物中的结晶相由非极性结构向极性结构有轻微的转变,因此提高了界面区域的介电响应.对此提出一种界面模型,解释了界面区域的非均匀介电响应是引起该介电现象的主要原因.在某一纳米颗粒含量下,界面区域的重叠可带来纳米复合材料最大的介电响应.     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

铁电复合材料介电性的研究现状

在材料研究领域中,具有电学性能的陶瓷/聚合物复合材料是一种新型的复合材料,其中具有高介电性能的0-3型陶瓷/聚合物复合材料,以其广泛的应用前景已经引起人们极大的关注.作者对近年来有关高介铁电复合材料的介电性研究进行了总结,介绍了具有高介电性能的铁电陶瓷/聚合物复合材料的介电理论模型、制备方法、介电性的影响因素、国内外的研究现状及应用,并展望了其未来的发展趋势.     

电纺碳纳米纤维短纤增强的高介电常数聚酰亚胺复合材料

通过碳化电纺纳米纤维研磨和超声破碎制备碳纳米纤维短纤(SCNFs),并用作填料制备碳纳米纤维短纤/聚酰亚胺(SCNFs/PI)复合材料.研究了SCNFs/PI复合材料的介电性能和力学性能.结果表明:SCNFs既对这种复合材料的机械性能具有显著的改善,也是制备高介电常数复合材料的良好导电填料.与纯PI相比,含 SCNFs质量分数为1%复合材料的抗拉伸强度提升了 39.43%; 同时,这个复合材料也显示了一个质量分数为4%的SCNFs低渗流阈值,此时的介电常数为60.79@100 Hz.这些电纺碳纳米纤维短纤增强的PI复合材料有望作为高性能介电材料在现代电子器件行业中得到良好应用.     

纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料的性能研究

利用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面改性,进而通过共混法将改性后的纳米SiO2粒子分散到环氧树脂(Epoxy)中,制备了不同纳米SiO2含量的SiO2/EP复合材料.利用IR,SEM和TGA、阻抗分析仪等研究了SiO2添加量对复合材料微观结构、热稳定性和介电性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,SiO2/EP复合材料的热稳定性逐渐升高,介电常数和损耗因数则呈先降低后增加趋势;当纳米SiO2含量为4%时,纳米颗粒在复合材料中分散均匀,复合材料的热稳定性好,介电性能最优(当测试频率为1GHz,介电常数为2.86,介电损耗为0.023 53).分析了复合材料热稳定和介电性能变化的微观机理.     

聚醚醚酮基复合材料的摩擦学研究进展

聚醚醚酮 (PEEK)基复合材料是一类重要的高性能热塑性聚合物 ,在工程中有重要的应用价值。论述了不同实验条件下PEEK基复合材料的摩擦和磨损特性 ,讨论了复合材料的不同结构和组成对其摩擦磨损特性的影响。主要分析了聚四氟乙烯 (PTFE)、聚醚酰亚胺 (PEI)、热致液晶聚合物 (TLCP)以及无机颗粒增强剂 (包括纳米粒子 )和纤维填料 (玻璃纤维GF和碳纤维CF)对PEEK摩擦学特性的影响。并对PEEK改性手段的现状及前景进行了分析。     

聚醚醚酮基复合材料的摩擦学研究进展

聚醚醚酮(PEEK)基复合材料是一类重要的高性能热塑性聚合物，在工程中有重要的应用价值。论述了不同实验条件下PEEK基复合材料的摩擦和磨损特性，讨论了复合材料的不同结构和组成对其摩擦磨损特性的影响。主要分析了聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚酰亚胺(PEI)、热致液晶聚合物(TLCP)以及无机颗粒增强剂(包括纳米粒子)和纤维填料(玻璃纤维GF和碳纤维CF)对PEEK摩擦学特性的影响。并对PEEK改性手段的现状及前景进行了分析。     

HDPE树脂的无机刚性粒子增韧

采用重质 Ca CO3 、高岭土、硅灰石及绢英粉等无机刚性粒子对 HDPE树脂进行增韧 ,考察了无机刚性粒子的表面处理方法、偶联剂种类、无机刚性粒子种类以及基体树脂的韧性等对增韧效果的影响。结果表明 :Ca CO3 和绢英粉对 HDPE树脂有较好的增韧效果 ,增韧试样的缺口冲击强度可分别达到基体树脂的 12倍和 9倍以上 ,而高岭土和硅灰石则无明显的增韧作用 ;无机刚性粒子的增韧行为主要为偶联剂的种类所左右 ;在使用同种偶联剂时 ,无机刚性粒子的混入方法、基体树脂的韧性等因素均不会改变其对HDPE的增韧效果和倾向 ;发现基体树脂的相对分子质量较低时 ,其复合体系缺口冲击强度的提高倍率较大     

聚氨酯/聚酯共混体系阻尼性能研究

研究聚氨酯／聚酯共混体系不同组分比的动态力学性能．并探讨不同种类、不同含量填料对体系阻尼性能的影响．结果表明,10％石墨填料对兼顾体系的阻尼性能和模量效果最佳。     

Enhanced dielectric properties of polypropylene based composite using Bi2S3 nanorod filler

A novel two-phase composite system using polypropylene(PP) as matrix and semiconductor bismuth sulfide(Bi_2S_3) as filler,was prepared by a simple process.Surfactant KH550 was chosen to modify the interface between inorganic fillers and organic PP matrix.The variations of dielectric properties of the Bi_2S_3/PP composites with the volume fraction of Bi_2S_3,frequency and temperature were discussed.The results reveal a percolative behavior of the composites with the threshold of 0.08.The composite is demo...     

碳纳米管束与炭黑并用对天然橡胶导热性能和动态力学性能的影响

研究不同长径比的多壁阵列碳纳米管束（carbon nanotube bundles,CNTBs）非等量替代炭黑N234并用的填料增强体系对天然橡胶（NR）导热性能和动态力学性能的影响。利用非线性拟合分析CNTBs管径与CNTBs/N234并用NR复合材料热导率的关系,发现随着CNTBs管径的减小和用量的提高,复合材料导热性能逐步提高。通过表征CNTBs在橡胶基体中形成的填料网络,发现CNTBs长径比增大和用量提高会导致杂化填料的分散效果下降即出现Payne效应,使复合材料在动态工况下损耗增大,60℃下7%应变的tanδ和疲劳温升出现增加。此外,添加长径比更大的CNTBs能提升材料的抗湿滑性能,提高玻璃化转变温度,但对磨耗性能有不利影响,CNTBs添加量为6 phr（相对于每100份以质量计量的橡胶添加的份数）时材料的磨耗体积显著增大。     

填料对沥青胶浆路用性能的影响

采用流变学方法定量研究填料对沥青胶浆性能的影响,所用填料包括矿粉、水泥和纤维．结果表明：填料能够明显提高沥青胶浆的高温性能,但不同填料的影响程度不同;在相同掺量下,水泥优于矿粉,聚酯纤维优于玄武岩纤维．通过沥青混合料的马歇尔稳定度试验与CPN车辙试验证实了以上结论的正确性．另外,在沥青胶浆中掺入填料还可以明显提高胶浆的抗疲劳因子,所以,采用科学的方法确定填料的最佳掺量是平衡沥青胶浆高温性能与抗疲劳性能的一种手段．     

填充型聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚醚N210、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)为原料,MOCA为扩链剂,分别添加无机填料(石英粉、玻璃粉、煤沥青)和有机填料(环氧树脂、聚酰亚胺、羟基氯醋)合成填充型聚氨酯弹性体,考察了不同填料与不同添加量对聚氨酯弹性体的黏度、力学性能、热性能的影响。结果表明:填料的加入可在一定程度上提高体系的热稳定性;添加质量分数5%的环氧树脂所合成的聚氨酯弹性体,其力学性能提高最为明显。     

陆相与海相页岩水相润湿渗吸特征

针对鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩和四川盆地龙马溪组海相页岩开发现状,研究了不同沉积环境下各层位页岩水相作用特征。实验选取了西北地区富页、延页和云页等页岩气探井岩心,对比涪陵气田焦石地区钻井岩心,进行了矿物组分分析、自然孔隙观察和岩石力学测试,探索了页岩表面水相接触角和基质自发渗吸。实验结果表明：陆相页岩黏土矿物含量更高,易水敏导致储层伤害;涪陵地区海相页岩气储层基质较为致密,裂隙形态简单,填充物少,微裂隙和微孔隙较陆相延长组发育更充分;脆性矿物含量高导致涪陵地区页岩杨氏模量和泊松比较大,利于提高改造体积和裂缝复杂度;页岩表面表现为强亲水性,不同层位页岩水相润湿性存在差异,不同类型表面活性剂对页岩润湿性作用效果不同;通过调整减阻剂、粘土稳定剂和表活剂能够促进水相对页岩基质的浸润。研究可见不同层位页岩与水相作用差异明显,需研究开发具有针对性液体体系。     

官能团化聚丙烯改性Al(OH)_3/PP复合材料的力学性能

用熔融挤出法制备了不同接枝率的官能团化聚丙烯（ＦＰＰ）,研究了ＦＰＰ对改性的Ａｌ（ＯＨ）３／ＰＰ复合 材料的力学性能与断裂形态的影响、并对ＦＰＰ在复合材料中作用机理进行了初步探讨．观察到随Ａｌ（ＯＨ）３ 用量增加,ＰＰ的拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,断裂伸长率明显降低．ＦＰＰ加入有利于Ａｌ（ＯＨ）３／ＰＰ复合材 料力学性能改善、填料分散和增强填料与基体界面相互作用,尤其在高填料中功效更加明显．