表面改性对石墨/环氧复合材料介电性能的影响

通过共混法制备了环氧/石墨复合材料,用SEM表征表面形貌,探讨了石墨填充量、石墨表面改性等对复合材料介电性的影响。发现石墨能通过渗流效应提高环氧树脂的常数,表面改性剂对石墨的介电性能有明显影响。制备得到一种介电常数达164、介电损耗为0.14、体积电阻率为1.5×10~10Ω·cm的高介常低介损复合材料,为工业化生产低成本高储能密度电容器提供新思路。     

双马来酰亚胺／BA／石墨介电材料的制备及性能研究

采用原位聚合法将石墨与N，N’-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺（BMI）复合制备BMI/石墨介电复合材料。研究了石墨对复合材料的介电性能的影响。结果表明，石墨含量的增加提高了材料的介电常数和介电损耗，在石墨含量为11．975％（质量分数，下同）左右时出现渗流效应。BMI／O，O-二烯丙基双酚A（BA）/石墨介电材料的吸水率较小（低于1．7％）。湿热老化对材料的介电性能影响较大，其介电损耗最大增幅近26％。钛酸酯偶联剂NDZ-311可以显著改善石墨颗粒在BMI中的分散效果，同时可提高材料的介电常数。     

石墨烯的制备及石墨烯/PVDF合材料介电性能的研究

通过Staudenmaier法制备了完全氧化的氧化石墨(GO),并通过高温热膨胀制备了单层石墨烯(graphene).用FT-IR、TG和XRD对GO的氧化程度、含氧官能团进行了表征;Graphene的XRD测试结果证明了单层石墨的存在.利用超声共混法制备了graphene/PV DF介电纳米复合材料.介电性能的测试表...     

一种高介电常数SBS弹性体复合材料及其制备方法

<正>广东石油化工学院开发出一种高介电常数SBS弹性体复合材料及其制备方法。它是以SBS为基体材料,以纳米石墨片为介电增强功能填料,依次经溶液共混、流延成膜、叠层热压成型后制备获得,其中纳米石墨片占复合材料总体积的0.42%~1.52%。该制备工艺简单且成型方便,所制备的柔性高介电常数弹性体复合材料具有较高的介电常数与较好的柔韧性,适用于制备传感器、触发器、人工肌肉等领域。     

双马来酰亚胺树脂基高介电材料的制备及性能研究

采用原位聚合法将石墨和CaCu3Ti4O12(CCTO)与双马来酰亚胺树脂(BMI)、二烯丙基双酚A(BA)复合制备石墨/BMI/BA和CCTO/BA/BMI高介电复合材料。研究了石墨和CCTO含量对复合材料的介电性能的影响,结果表明,石墨含量的增加提高了材料的介电常数和介电损耗,在石墨含量约为11.975%时出现渗流效应,介电损耗增长较大,但最大值仍小于1。CCTO含量的增加也提高了材料的介电常数和介电损耗,材料的介电常数最大时为纯BMI/BA树脂的19倍;而介电损耗较小,最大值小于0.08。     

新型碳-钛酸钡复合陶瓷膜的制备及介电性能研究

钛酸钡基陶瓷薄膜电容器以其高能量密度成为新能源领域独立动力电源和大容量储能电源的重要研究对象。本论文介绍了采用石墨纸作为电极材料、钛酸钡陶瓷作为介电材料制备陶瓷薄膜电容器的工艺,并利用石墨纸在高温环境下的渗碳来提高钛酸钡层的介电性能的方法,并研究了脱碳处理对复合材料介电性能的影响规律。制备了具有微观结构理想、介电性能优异的碳-钛酸钡复合陶瓷膜。结果表明陶瓷的晶粒大小为1μm左右,介电常数在100Hz 10V测试条件下达到3.9×105。     

膨胀石墨／二氧化钛复合材料的制备与性能研究

本文主要研究了膨胀石墨／二氧化钛复合材料的制备,采用直接膨化的膨胀石墨与钛酸丁酯的醇溶液混合法制备膨胀石墨／二氧化钛复合材料,并分析了膨胀石墨／二氧化钛复合材料的物理性能,以甲基橙溶液的光催化降解反应为探针反应,评价了该复合材料的催化性能。     

聚氨酯／石墨导电复合材料的结构与性能表征

利用天然微粉石墨和氧化石墨制备了聚氨酯佰墨导电复合材料，考察了其力学性能和电性能，观察了其微观结构。结果发现氧化石墨制备的复合材料中，氧化石墨粒子的分布平行规整，长径比更大，石墨粒子与聚氨酯基体的相容性也更好，从而有力地说明了氧化石墨制备的复合材料比天然微粉石墨制备的复合材料的力学性能和电性能更好。     

微-介孔复合材料的工业放大

考察了采用溶胶-凝胶化学合成法制备微-介复合材料的制备条件对复合材料制备的影响。采用XRD、SEM以及N2物理吸附-脱附等表征手段对复合材料进行了表征。结果表明,在加入异丙醇的情况下,采用超声震荡和机械搅拌的混合方式均可以很好地制备壳层均匀的微-介孔复合材料;而在没有异丙醇时,采用两种混合方式制备的微-介孔复合材料的表面比较粗糙,而且壳层结构参数也不相同。在优化了实验室制备条件的基础上,对微-介孔复合材料进行了工业放大。结果表明,采用优化的制备条件制备的微-介孔复合材料完全满足指标要求,并且制备过程重复性好。     

基于聚偏氟乙烯/石墨的换热板片材料的制备及导热性能研究

以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,石墨为填料,使用溶液共混法制备导热复合材料,研究了石墨填充量、混炼工艺等对复合材料导热性能的影响。结果表明,石墨填充量超过40 %（质量分数,下同）后,复合材料的热导率呈明显增大的趋势;当石墨填充量达到70 %时,PVDF/石墨复合材料的热导率达到2092 W/（m·K）,是纯PVDF热导率的110倍;270 μm：106 μm石墨含量比为1∶9时,热导率达到最大值;采用叠片式转子比腰鼓形转子可以制备出更高热导率的复合材料;转子转速和混炼时间对复合材料的热导率影响不大;设计并制备了板式换热器换热板片,实验验证了基于PVDF/石墨复合材料加工生产换热板片的可行性。     

顺序层压法制备聚合物基复合材料及其介电性能的研究

将马来酸酐-乙酸乙烯酯共聚物与压电陶瓷粉末在溶液中进行混合并制备出单层聚合物基薄膜;将单层聚合物基薄膜进行有序层叠热压制备系列多层聚合物基复合膜或片材。采用介电频谱仪对复合材料介电性能进行研究,结果表明,复合材料介电常数最初随复合层数的增加而降低,在复合层数达到8层时,介电常数增加并达到最大值,介电损耗降至最低值。表面微观形貌分析表明复合材料随层压次数增加而分布更均匀,各相之间连接更紧密。顺序层压法可以改善复合材料内部连接和致密性,提高复合材料的介电常数并降低介电损耗。     

改性钛酸锶/PVDF复合材料介电性能研究

采用具有强络合能力的酒石酸在碱性溶液中对SrTiO3陶瓷颗粒进行表面改性,将改性后的SrTiO3颗粒与聚偏二氟乙烯(PVDF)经热压共混成型,制备出系列陶瓷/聚合物基复合材料,对改性SrTiO3/PVDF复合材料进行了介电性能分析。结果表明:添加了改性SrTiO3的复合材料比未改性SrTiO3复合材料的介电常数增加值达34%以上,同时,改性复合材料的介电损耗仍保持较低水平;随着改性SrTiO3在复合材料中含量的增加,介电常数也随之增加,介电损耗仍保持不变,改性后的陶瓷/聚合物复合材料表现出优异的综合介电性能。     

Dielectric property of polyimide/barium titanate composites and its influence factors (II)

Using poly(amic acid) (PAA) as a precursor followed by thermal imidization, the polyimide/barium titanate composite films were successfully prepared by a direct mixing method and in situ process. The influence of processing factors, such as particle size, distribution mode and polymerization method on dielectric properties was studied. Results revealed that the dielectric constant (?) of the composite film increased by using bigger fillers or employing in situ polymerization and bimodal distribution. When the composite film containing 50 Vol-% of BaTiO₃ with size in 100 nm was prepared via in situ process, its dielectric constant reached 45 at 10 kHz.     

Cofiring characteristics and dielectric properties for dielectric composites with macroscopic inhomogeneity and X7R characteristics

A multilayer dielectric composite with a compositional gradient and temperature-stable characteristic was successfully prepared through the conventional tape casting technique. The cofiring behaviors and dielectric properties of the composite were investigated. It was shown that processing parameters not only affected the physical integrity of the composites, but also altered their final dielectric properties. The processing sensitivity was attributed to the interfacial interdiffusion and mismatched sintering shrinkage. Microstructural observation and compositional analysis indicated that the sintered dielectric composite had macroscopic inhomogeneity and layer-like structure. By suitable structural and processing designs, the X7R EIA specification of the composite was obtained, together with low-sintering temperature and high dielectric constant.     

溶胶凝胶涂覆制备金刚石/陶瓷复合材料及其物理性能特点

制备陶瓷前体溶胶,溶胶混合金刚石微粉中形成凝胶,通过烧结得到金刚石/陶瓷块状复合材料。利用SEM、DSC、FTIR和XRD对样品进行表征,表明溶胶凝胶法可以使复合材料中碱金属的添加量得到控制。利用共振电路测量了片状复合材料在高频范围内的电阻和介电性能,发现当锂离子的摩尔含量在0.04时,10MHz下金刚石块状复合材料的介电损耗小于0.002。     

石墨纸-BaTiO_3/PI一体化复合薄膜的制备及研究

聚合物复合薄膜超级电容器因其可实现大面积制备、性能可靠等优点,引起了能源领域的广泛关注。如何实现导电层与介电层的一体化加工制备,是叠片式薄膜超级电容器的重要研究方向。本文介绍了以溶液混合法制备的钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜作为介电材料,以石墨纸作为电极材料以及复合薄膜的载体,利用提拉法制备石墨纸-钛酸钡/聚酰亚胺一体化复合薄膜,实现导电层与介电层直接成型的一体化制备过程。利用红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、EIS和LCR电桥仪对复合薄膜进行表征分析。实验结果表明聚酰亚胺亚胺化完全,钛酸钡在复合薄膜中分散良好,复合薄膜的介电损耗非常小,很好地满足了高介电材料的应用要求。     

碳化硅纤维热处理对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

用不同条件热处理的碳化硅纤维制备了单向连续碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料.研究了碳化硅纤维热处理的温度、时间及热处理方法对制成的复合材料性能的影响.测试了复合材料的断裂强度,相对介电常数和介电损耗.通过扫描电镜分析复合材料的微观形貌,并使用电子探针对碳化硅纤维/磷酸铝基体界面进行了微区元素分析.结果表明:碳化硅纤维热处理降低了复合材料的介电常数和介电损耗;纤维/基体界面之间未发生任何化学反应.由于热处理使纤维/基体形成了强结合界面,大大降低了复合材料的力学性能.快速热处理方式直接降低纤维的自身强度.     

Preparation of BaTiO3/NaNbO3 composite ceramics based on the [101]-oriented NaNbO3 crystals and their dielectric properties

NaNbO₃ (NN) crystals with preferential growth of the [101] crystal axis were prepared by the molten salt method. Based on use of the prepared [101]-oriented NN powder as the raw material, BT/NN composite ceramics were prepared by the conventional solid-state reaction method. The effects of the amount of NN and sintering temperature on the microstructure and dielectric properties of the BT/NN composite ceramics were systematically studied. The optimal component ratio for the preparation of composite ceramics was explored by adjusting the contents of BT and NN. When BT: NN is 5 : 5, the dielectric constant of the BT/NN composite is 1112, which is higher than the dielectric constant of the single-component BT of 658 and NN of 550. Simultaneously, the phase transition temperature of composite ceramics is approximately 416 °C, which is significantly higher than the phase transition temperature of pure NN of 338 °C, further improving the phase stability of the NN structure. The preparation of BT/NN composite ceramics provides important guidance for the design of the ferroelectric-antiferroelectric composites and improvement of lead-free piezoelectric ceramics.     

介质阻挡放电协同复合碳材料去除VOCs

挥发性有机物（VOCs）是常见的空气污染物,实验研究低温等离子体催化技术去除以甲苯为代表的VOCs。采用炭粉末、酚醛树脂和致孔有机高分子聚合物的有机溶剂混合物作为前驱物,经过炭化、水汽活化和负载锰催化剂,制备一种基于发泡金属的复合碳材料。采用扫描电子显微镜、XRD、全自动比表面积及微孔孔隙分析仪对材料进行表征。两段式介质阻挡放电反应器结合复合碳材料降解甲苯,前段介质阻挡放电初步降解甲苯,后段复合碳材料利用介质阻挡放电产生的长寿命活性物种和臭氧进一步去除甲苯。输入电压为10 kV时,甲苯去除率约99.4％,CO₂选择性达72.2%,并且有效控制了副产物臭氧。实验结果表明,复合碳材料有望应用于如臭氧和VOCs等的污染控制。