不同白炭黑含量的交替多层硅橡胶的制备与力学性能研究

采用多层共挤出技术成功制备了3,5,9,17,33,65和129层不同白炭黑含量的软硬交替多层硅橡胶材料,研究了交替多层结构对硅橡胶复合体系力学性能的影响规律。所制备的交替多层硅橡胶具有规则的二维连续层状结构,且随着层数的增加,拉伸强度和断裂伸长率均随之增加,抗压缩性能明显提高;与3层的硅橡胶试样相比,129层的硅橡胶的断裂伸长率和拉伸强度分别提升了42.5%和70.2%。     

双层流延法制备BTO-STO多层复合陶瓷及其性能研究

钛酸锶钡是一种具有钙钛矿结构的铁电材料,在外加直流偏置电场作用下,钛酸锶钡(BSTO)的介电常数随着电场强度增加而降低,是目前相控阵天线移相器材料的研究热点.本工作以双层流延法制备了具有STO-BTO-STO-BTO-STO-…的多层叠合钛酸锶钡陶瓷,并通过控制多层陶瓷材料的烧结温度、烧结时间,以获得烧结后钛酸锶、钛酸钡双层扩散成分梯度分布的陶瓷材料,从而达到调节介电性能的目的.双层流延法制备的钛酸锶钡叠层材料通过介电性能测试发现,BTO-STO复合结构大大降低了材料的介电常数,样品介电常数均可降至300以下,最低可达210,介电损耗tanδ可降至0.02以下.BTO-STO多层陶瓷的介电可调性也有较大幅度的降低,该现象可由介质混合法则解释.通过SEM的分析结果可以看到清晰BTO-STO周期层状结构,经烧结后流延层间结合紧密.随着烧结温度的提高,烧结时间的增加,试样晶粒明显长大,而层间界线也更为模糊.     

石墨/碳化硅/铁氧体涂层复合材料性能研究

为了开发具备良好介电性能和力学性能的多功能吸波复合材料,以涤纶针织物为基布,以环氧树脂为基体,在基布上进行石墨/碳化硅/铁氧体三层复合涂层整理,制备1.5 mm涂层厚度的柔性纺织涂层复合材料.采用介电谱仪研究了吸波剂的含量对吸波涂层材料介电常数和损耗角正切的影响.鉴于该材料多用于工程领域,采用万能材料实验机测试了该复合材料的拉伸、弯曲、剪切等力学性能.结果表明,该复合材料在低频段具备良好的介电性能,且具备一定的力学性能.     

PLZT（7/40/60）纳米多层膜介电特性研究

经溶胶-凝胶法制备出PLZT（7，40，60）纳米多层膜，对不同温度、不同层数，不同Zr/Ti比的PLZT薄膜的介电性能用精密阻抗分析仪进行介电特性分析。结果表明：煅烧温度的提高、薄膜层数的增加、锆含量的增加等均对PLZT薄膜的相对介电常数和介电损耗均有影响。频率为1kHz，750℃和锆含量为0．45时，薄膜的相对介电常数和介电损耗都最高。     

具有多层结构的聚合物复合薄膜的介电和磁性能

采用旋涂法制备了 Fe3 O4/聚偏氟乙烯(PVDF)复合薄膜(A)、多壁碳纳米管(MWCNT)/PVDF复合薄膜(B)以及纯PVDF薄膜(P)。利用热压法制备具有3层结构的AAA、ABA及APA 复合薄膜。为了探究层状结构对复合薄膜介电和磁性能的影响,制备了单层膜A作为对比(厚度与AAA复合薄膜相同)。分别研究了薄膜的介电和磁性能。结果表明：由于界面效应,同等厚度的AAA复合薄膜较A膜而言具有较高的介电常数;以B和P薄膜替代AAA结构中间层薄膜后,其中ABA复合薄膜的介电常数高于AAA及APA复合薄膜,同时保持较低的介电损耗。对于磁性能,层状结构对复合薄膜的饱和磁化强度及矫顽力均无明显的影响,而ABA复合薄膜的饱和磁化强度高于AAA及APA复合薄膜,且ABA和APA复合薄膜的矫顽力增加。层状结构设计不仅能够调节复合材料的介电性能和磁性能,而且有利于不同纳米填料的分散,为制备多功能聚合物复合材料提供了一定的借鉴作用。     

气相二氧化硅改性热塑性聚酰亚胺薄膜的制备及性能

以4,4'-双(3-氨基苯氧基)联苯(4,3-BAPOBP)和均苯四甲酸二酐(PMDA)为单体,气相二氧化硅(Fumed SiO_2)为纳米粒子的前驱体,通过原位聚合法在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中制备出SiO_2质量分数不同的热塑性聚酰亚胺(TPI)纳米复合薄膜。采用红外光谱仪、扫描电镜对复合薄膜的微观结构进行了表征,并对其力学和介电性能进行了测试和研究。结果表明,成功制备了亚胺化完全的TPI/SiO_2复合薄膜;SiO_2在基体中具有良好的分散性;适量添加SiO_2能够显著提高基体的力学和介电性能,且当其质量分数(下同)为6%时,复合薄膜的拉伸强度和击穿强度均达到最大值,分别提高了15%和22%;复合薄膜的介电常数随SiO_2质量分数的增加而单调递增,含15%SiO_2薄膜的介电常数在1k Hz时由3.5增加到了4.15。     

T-ZnOw/硅橡胶复合材料的非线性电导特性研究

针对目前许多绝缘装置存在的电场分布不均问题,采用具有自适应非线性电导特性的材料进行均压是一种有效手段。本工作使用具备独特三维结构的四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为无机填料对硅橡胶基体进行填充,制备了不同体积分数的T-ZnOw/硅橡胶复合材料,并对其电导特性、介电性能、拉伸强度进行了测试。研究结果表明:复合材料的逾渗阈值较低,仅为5%(体积分数);当T-ZnOw的体积分数低于5%时,复合材料不具备非线性电导特性;当T-ZnOw的体积分数大于5%时,复合材料具有良好的非线性电导特性;当达到临界场强E_0时,复合材料的电导率呈指数增加,且随着T-ZnOw体积分数的增加,复合材料的临界场强E_0值逐渐减小。此外,随着T-ZnOw体积分数的增加,复合材料的介电常数增大。加入适当体积分数的T-ZnOw填料有助于改善复合材料的拉伸强度。     

双马来酰亚胺/钛酸钡复合材料介电性能的研究

以双马来酰亚胺（BMI）为树脂基体，压电陶瓷BaTiO，为功能填料，采用浇铸的方法制备了BMI/BaTiO3复合材料。考察了复合材料的介电性能，并用多种混合法则对复合材料的介电常数进行拟合分析。研究结果表明，BaTiO3含量的增加提高了材料的介电常数，同时增加了材料的介电损耗；BMUBaTiO3复合材料的介电性能具有良好的频率稳定性：使用Lichterecker混合规则的拟合结果与实验测试结果具有很好的一致性。     

纳米BaTiO3-SiCw/聚偏氟乙烯三元复合薄膜的制备及其介电性能

以15wt%十六烷基三甲基溴化铵改性碳化硅晶须(CTAB-SiC_w)和KH550改性纳米BaTiO₃(BT)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,通过溶液流延法制备了BT-SiC_w/PVDF三元复合薄膜,利用FTIR、XRD、SEM和LCR介电温谱仪-高温测试系统联用装置对产物进行结构表征和介电性能测试。结果表明:KH550可以成功改性BT粒子且不会改变BT晶体结构,SiC_w和BT能够较好地分散在PVDF基体中;随着BT引入量的增加,复合薄膜的介电常数先增加后减小,其中当引入10wt%BT时介电性能最优,即频率f=500 Hz、介电常数ε_rmax=33、介电损耗tanδ_max=0.154。随着温度的升高,该试样的介电常数和介电损耗也逐渐增加,并在120℃达到最大值(f=500 Hz、ε_rmax=110、tanδ_max=1.3)。结果对于研究具有高介电常数的三元复合电介质材料为在埋入式电容器中获得应用提供了一种策略。      

微纳层叠功能复合材料研究进展

微纳层叠共挤技术能够方便快捷地制备具有多层交替结构的聚合物复合材料,通过串联多个层倍增单元可以实现制品层数的指数级增长.概述了微纳层叠共挤技术的发展进程,对近年来国内外微纳层叠功能复合材料的研究进展进行综述,重点介绍了多层交替结构复合材料优异的形状记忆性能、介电性能、阻隔性能和力学性能,以期为利用微纳层叠共挤技术研制功...     

聚丙烯/蒙脱土和聚丙烯/石墨烯交替多层材料的结构与气体阻隔性能

利用微层共挤出设备制备了蒙脱土填充聚丙烯和石墨烯填充聚丙烯的交替多层结构,构筑出连续的交替气体阻隔层,通过偏光显微镜、差示扫描量热仪、万能拉伸机以及压差法气体渗透仪测试研究了交替多层复合材料与普通共混材料的结构与性能的关系。结果表明,随着层数的增加,交替多层复合材料的氧气渗透系数在40℃时有了明显的下降,下降了19倍之多,气体阻隔性能显著提高,拉伸强度也有明显的提升,提高了12.3%。     

聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯交替多层材料的热稳定性

利用微层共挤出技术制得不同层数(2,16,64层)的聚偏氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)交替多层材料,通过偏光显微镜、垂直燃烧测试、热失重分析、红外光谱分析、微型量热测试研究了层数的变化对体系热分解和热释放行为的影响。结果表明,PVDF层与PMMA层沿层状样品的厚度方向交替排列,层结构明显,层界面清晰,随着层数的增加,层界面数增加,材料的垂直燃烧行为几乎不变,但表现出更高的热稳定性;高层数样品中热稳定性优异的PVDF层对易热解的PMMA层保护作用增强,且在热释放过程中,更多的层界面为PVDF炭层的形成提供了更丰富的空间,使材料的热释放速率减小,总热释放降低。     

热锻模药芯焊丝电弧增材制造熔覆层摩擦磨损性能

目的 研究工艺参数、搭接区域对熔覆层组织和性能的影响以及磨损性能的各向异性。方法 在H13基板上分别制备单道多层和多道多层熔覆层。对熔覆试样进行2次高温回火,分别对单道多层和多道多层试样的搭接区与非搭接区进行往复磨损实验。研究多道多层试样平行和垂直于扫描方向熔覆层的磨损性能,结合金相组织,讨论磨损性能与组织的关系。结果 熔覆层的组织为回火马氏体+残余奥氏体+粒状碳化物。与扫描速度8 mm/s相比,扫描速度10 mm/s时熔覆层的残余奥氏体含量更高、硬度更低、磨损轮廓更大。与非搭接区相比,搭接区组织更为粗大、摩擦因数表现更不稳定、磨损轮廓更大。与平行扫描方向相比,垂直于扫描方向的试样摩擦因数更稳定、磨损轮廓尺寸更小。结论 扫描速度8 mm/s时的单道多层熔覆层的磨损性能优于扫描速度10 mm/s时的;多道多层熔覆层搭接区的磨损性能比非搭接区的磨损性能差,与平行扫描方向相比,垂直扫描方向的熔覆层磨损性能表现较佳。     

Use of rice husks as potential filler in styrene butadiene rubber/linear low density polyethylene blends in the presence of maleic anhydride

In the present study, rice husks filled styrene butadiene rubber (SBR)/linear low density polyethylene (LLDPE) 50/50 blends with a compatibilizer, maleic anhydride (MAH) were prepared using a brabender plasti-corder. Virgin SBR/LLDPE blend was also prepared. The physico-mechanical as well as dielectric properties were investigated. Increasing MAH concentrations in SBR/LLDPE blends resulted in an increase in the tensile strength, elongation at break and hardness. After a certain concentration (2.5 phr), a reduction in these properties was found. On the other hand an increase in the dielectric properties as well as in the mass swell in both toluene and oil with MAH was noticed. After certain concentration of rice husk filler (25 phr) an abrupt increase in permittivity ε′ and dielectric loss ε″ was obtained. These results are supported by the mechanical properties measurements. The scanning electron microscopy (SEM) indicates that the presence of MAH increases the interfacial interaction between SBR/LLDPE blends on one hand and also rice husk filler and the blend on the other hand.     

Microstructure and Mechanical Properties of Multilayertextured 2D Carbon/Carbon Composites

Two-dimensional（2D） carbon/carbon（C/C） composites with multilayered texture, especially with different thickness of high-textured（HT） pyrocarbon layer, were prepared by isothermal, isobaric chemical vapor infiltration（CVI） technique. The influence of matrix microstructure on mechanical properties of C/C composites was investigated by polarized light microscopy, scanning electron microscopy and three-point bending test. The results show that the samples with multilayer-textured pyrocarbon matrix own a higher flexural strength than the one with pure medium-textured structure, which is attributed to multiple crack deflection and interfacial sliding between different textured pyrocarbon layers and between sub-layers within HT layer. The increase in thickness of HT pyrocarbon layer improves the plasticity of the samples and renders the fracture in pseudo-plastic behavior.     

粒径对Ni/硅橡胶复合材料压敏性及介电性质的影响

采用不同粒径的Ni粉与硅橡胶(110型)按质量比2.4∶1.0制成Ni/硅橡胶复合材料, 分别测量了其压敏导电性及介电性质, 并结合扫描电镜照片对其微观导电机制进行了分析。结果表明随着填料Ni粉粒径的减小, Ni/硅橡胶复合材料的直流电阻率对外加压强更加敏感: 在低压强下, 粒径为74、48和18 μm的样品的电阻率随压强的变化率分别为1.73×104、2.59×104和3.71×10 4 Ω·m/kPa。样品直流电阻率陡降的区域随粒径的减小向压强较小的方向移动, 显示出复合材料的渗流阈值与填充粒子的粒径有关: 粒径越小, 渗流阈值也越小。Ni/硅橡胶复合材料的交流电导率、介电常数、介电损耗均随填料Ni粉粒径的减小而变大: Ni粉粒径为18 μm的Ni/硅橡胶复合材料的电导率约为10-2 S·m-1, 比74 μm粒径样品的电导率(约10-7 S·m-1)提高了5个数量级; 对应的介电常数由约102提高到约103。改变填料Ni粉粒径可以有效地调节复合材料的弹性和压敏、电输运特性。      

纳米氧化锌改性胶粉/天然橡胶复合材料的制备及性能

利用纳米氧化锌采用直接混合、球磨分散混合及超声分散混合法对胶粉进行了改性．并在开炼机上制备了纳米氧化锌改性胶粉／天然橡胶复舍材料。利用扫描电镜对纳米氧化锌的分散效果进行了考察，并测试了填充改性胶粉的天然橡胶复合材料的拉伸性能、撕裂强度及耐磨性。结果表明，超声分散混合法得到的试样中纳米氧化锌的分散情况较好，其中采用钛酸酯偶联剂改性的试样的性能最佳，与纳米氧化锌直接混合和添加活性氧化锌的试样相比其拉伸强度分别提高32％和55％，扯断伸长率分别提高7％和22％，撕裂强度分别提高28％和39％．耐磨性分别提高17％和7％。     

纳米纤维素晶/醋酸纤维素共混超滤膜材料的研究

采用浸没沉淀相转化法制备了纳米纤维素晶(CNC)/醋酸纤维素(CA)完全环境友好的共混膜材料,考察了在铸膜液中添加不同质量分数的CNC对共混膜各方面性能的影响。通过超滤装置测定了共混膜的水通量、截留率、含水率和孔隙率;通过万能试验机、环境扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)对超滤膜进行了力学性能、形貌结构和热稳定分析。结果表明,随着CNC含量增加,共混膜的孔隙率呈增长趋势,由40.8%提高到66.4%,大孔由原来的规则圆形漏斗状变为狭长椭圆状且互相连通,水通量和拉伸强度呈先上升后减小的趋势。当CNC添加量为0.5%时,共混膜综合性能最优,相比纯CA膜,水通量提高64.7%,拉伸强度提高70%,热稳定性也得到增强。     

Broadband microwave absorption in [NiFe/FeMn]n exchange-coupled multilayer films

[NiFe/FeMn]_n exchange-coupled multilayer films have been fabricated on the silicon substrate by magnetron sputtering deposition. The static and dynamic magnetic properties of multilayer films have been investigated with varying numbers of layers. The results show that the linewidth and permeability of imaginary resonance peak are increased with increasing numbers of layers. For the NiFe/FeMn/NiFe sample, the resonance frequency shows a different shift with applying external magnetic field along the direction of easy and hard magnetization axis of the sample, respectively, indicating a different magnetic reversal process in two ferromagnetic layers. It proved that the increase of linewidth was originated from the different interface exchange coupling.     

超顺排碳纳米管/硅橡胶复合材料各向异性的电学性能和力学性能

采用直接浸润法制备了具有不同层数的超顺排碳纳米管(SACNT)薄膜与硅橡胶的复合材料,使碳纳米管薄膜能够在硅橡胶基体表面均匀分散。测量了SACNT薄膜/硅橡胶复合材料在各个方向的导电性能和力学性能,研究了影响复合材料导电性和力学性能的因素。实验结果表明:SACNT薄膜/硅橡胶复合材料的导电性和杨氏模量都随着碳纳米管薄膜厚度的增加而增加,且具有显著的各向异性。垂直于碳纳米管排列方向的电阻率平均比平行方向的大一个数量级。当碳纳米管层数为240层时,平行于碳纳米管排列方向的杨氏模量为116.9 MPa(比纯硅橡胶基体增加了142倍),而垂直方向的杨氏模量仅为1.23 MPa(比纯硅橡胶基体增加50%),两者之间相差近100倍。结果表明,可以通过选择不同的参数,获得具有特定导电性和杨氏模量的SACNT薄膜/硅橡胶复合材料,并在实际中加以应用。