碳纤维/丙烯酸聚氨酯导电涂料制备及其性能研究

目的研究碳纤维含量、助剂(分散剂、防沉剂)及涂层厚度等因素对涂层表面电阻的影响。方法以丙烯酸聚氨酯为基料,以短切碳纤维为导电填料,通过添加不同助剂制备了系列不同碳纤维含量的碳纤维/丙烯酸聚氨酯导电涂料及其涂层,对涂层的表面电阻进行了测试分析。结果碳纤维含量与涂层的表面电阻直接相关,综合涂层电性能及力学性能这两方面因素,碳纤维在涂层中的含量在4%~8%(质量分数)范围内为宜。分散剂的加入可降低涂层的表面电阻,分散剂的用量为碳纤维质量的12%~14%为宜。防沉剂的加入会导致涂层表面电阻上升,考虑涂层防沉效果和电阻两方面因素,防沉剂用量在0.5%~1.5%(质量分数)之间为宜。碳纤维导电涂层在施工中宜采用2~4道喷涂,厚度应控制在10~30μm之间。结论短切碳纤维、防沉剂、流平剂等助剂以及涂层厚度对于涂料导电性能有一定程度的影响,需根据实际需求优化配方和工艺,达到最佳导电能力。     

空气层匹配碳纤维吸波涂层的吸波性能

目的探究空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度对碳纤维吸波涂层吸波性能的影响。方法以短切碳纤维为吸收剂,水性聚氨酯为基体树脂,制备雷达吸波涂层。采用扫描电子显微镜和金相显微镜对短切碳纤维和涂层的微观形貌进行分析表征,将碳纤维涂层与空气层进行匹配,并采用矢量网络分析仪测试分析涂层的吸波性能。结果当空气匹配层厚度由1 mm逐渐增加到3.5 mm时,复合涂层的最大吸收峰由高频逐渐向低频移动。匹配厚度为3 mm时,反射率峰值最低(-41 d B)。匹配厚度为2.5 mm时,有效吸收频段(反射率-10 d B)最宽,为8.6~18 GHz。随着碳纤维含量的增加,涂层的最大吸收峰频率均呈下降趋势,有效吸收频段向低频移动。碳纤维含量(质量分数)低于0.1%时,只有碳纤维长度达到3 mm,涂层才具备有效吸波性能。碳纤维含量为0.1%~0.2%,碳纤维长度为2 mm时,涂层吸波性能最好。碳纤维含量超出0.2%,碳纤维长度为1 mm时,涂层已经具备较好的吸波性能。结论通过调节空气层匹配厚度及碳纤维含量、长度,空气层匹配碳纤维吸波涂层在不同频段均能实现对电磁波的有效吸收。     

高性能雷达吸波涂层的制备及其损伤行为

以羰基铁粉为吸收剂、聚氨酯为胶黏剂,制备具有优异吸波性能的雷达吸波涂层,并基于矢量网络分析仪、电磁模拟软件Ansoft HFSS以及弓形框测试系统,对涂层电磁特性、损伤模型以及吸波性能进行研究。结果表明:雷达吸波涂层在垂直入射条件下具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm时,其反射损耗峰在7.2~12.8 GHz均达到?8 dB;在斜入射条件下也具有优异的吸波性能,当涂层厚度为0.8 mm、入射角为60°时,其反射损耗峰在5.5~18 GHz均达到?10 dB。相比于失效模式如雷达吸波涂层分层脱粘,损伤脱落对其吸波性能的影响更为明显。随着损伤脱落面积的增加,雷达吸波涂层的吸收强度（尤其是X波段）明显降低,且最小反射损耗峰往高频移动。通过对高性能雷达吸波涂层的脱落、分层等损伤行为的研究,为后续进行雷达吸波涂层维护与建立失效性评估标准具有极大的现实和军事意义。     

碳纤维复合吸波材料的频散特性影响规律研究

目的归纳总结碳纤维长度和含量对碳纤维复合吸波材料(CFCAM)频散特性的影响规律。方法以水性聚氨酯(PR)为基体树脂,碳纤维(CF)为填料,制备了不同长度和含量的CFCAM,采用扫描电镜和X射线衍射仪对CF改性前后的微观形貌和物质结构进行表征,用矢量网络分析仪测试CFCAM介电常数(ε),归纳总结出CF长度、含量对CFCAM的频散特性的影响规律。结果随着CF长度的增大,CFCAM的ε先增大后减小,当CF长度为3 mm时,CFCAM不仅具有较好的频散特性,实部(ε′)和虚部(ε′′)都较大;随着CF含量增大,CFCAM的?增大,当CF质量分数为0.9%时,ε′达到18左右,ε′′达到9左右,预示着该含量下CFCAM有较大的储存能量的能力,并且对电磁波有较强的电损耗能力。结论 3 mm碳纤维在质量分数为0.9%时具有较好的频散特性,适宜用来制备吸波性能强、频带宽的雷达吸波涂层材料。     

固化工艺对树脂基导电胶电性能的影响（英文）

以微米银片为导电填料制备了环氧树脂基各向异性导电胶,研究了固化工艺对导电胶电性能的影响。研究结果表明,固化工艺对银粉填量为55%(质量分数)的导电胶影响较大。当固化温度为180oC时,体积电阻率是5.2×10~(-2)?·cm,当固化温度为250oC时,体积电阻率下降到4.5×10~(-3)?·cm.然而,固化温度对高银粉填量的导电胶的影响较小。原位监测65%的各向异性导电胶的固化过程中的电性能,发现固化27 min后体系温度是180oC,此时的电阻是1.99×10~6?,40 min后的电阻是1.39×10~3?,60 min后的电阻是18.8?,冷却时,导电胶的电阻几乎不变化。采用扫描电阻显微镜分析了银粉在树脂基体中的分布,进而讨论了固化温度对体积电阻率的影响机制。     

掺杂碳化硅对纳米炭黑导电和吸波性能的影响

在纳米炭黑中添加微米碳化硅制备了一种新型的复合吸收剂,并进行形貌表征、导电性能和微波吸收性能的测试.测试结果表明:加入碳化硅使得炭黑/环氧树脂复合涂层体电阻率和渗流阈值降低;炭黑含量较小时,加入碳化硅能有效提高涂层的反射衰减率.在5%(质量分数,后同)的炭黑中添加50%的碳化硅制备厚度为2 mm的涂层,反射衰减率在7.5～13.5 GHz宽频范围内均优于-10 dB,吸收峰最大值达-40 dB.     

不同导电填料对防静电涂层温度-电阻效应的影响EI北大核心CSCD

箭体外表面防静电涂层通常既需承受一定的温度又需防静电性能,此时涂层的表面电阻率变化规律即温度-电阻效应,对防静电涂层的研制、开发及应用有着重要的意义。以有机硅改性丙烯酸为成膜物,通过选取典型的非金属导电填料—导电炭黑和金属导电填料—镍粉和银粉,制备一系列不同导电填料含量的防静电涂层,研究导电填料的种类和含量对防静电涂层温度电阻效应的影响。研究结果表明:导电填料的种类及含量对防静电涂层的温度-电阻效应影响显著。基于体积膨胀理论,导电炭黑涂层体系随温度升高而体积膨胀,导电网络被阻断,表面电阻率随温度的升高而增大,但其正温度系数(PTC)效应不显著,PTC强度仅为1.24,且导电炭黑含量与其PTC强度呈负相关;镍粉涂层体系的PTC效应显著,PCT强度高达10^(6),且镍粉含量与其PTC强度也呈负相关;银粉涂层体系则在渗流阈值前PTC效应显著,PTC强度为4.58,而渗流阈值后则几乎不表现PTC效应。制备了含导电炭黑和镍粉的复合导电填料涂层体系,其PTC强度较纯镍粉涂层体系大大降低,可为箭体外表面防静电涂料的设计提供新的思路。     

碳纤维复合涂层在高压脉冲电场下的杀菌性能研究

目的研究海洋环境下高压脉冲电场对微生物污损的抑制效果和机理。方法采用刷涂法制备碳纤维/环氧防腐涂料复合涂层,研究碳纤维长度和含量对复合涂层的介电性能和表面能的影响以及碳纤维复合涂层在高压脉冲电场作用下的杀菌性能。结果高频电场下,碳纤维长度和含量是影响复合涂层介电性能的主要因素,随着电场强度、频率在设定范围内增加,涂层的杀菌率显著增大;而随占空比的增大,涂层的杀菌率呈先增后减最后趋于平缓的趋势,占空比为0.5时涂层的杀菌率最高达99.8%。结论掺杂0.1%(质量分数)5 mm碳纤维的复合涂层介电性能优良。高压脉冲电场对细菌具有良好杀灭效果,涂层的杀菌率最高可达99.97%。     

有机膨润土对电子银浆性能的影响

研究了有机膨润土对电子银浆的粘度及导电性能的影响。通过三维轮廓仪观察印刷烘干后的膜层形貌图案分析浆料的流平性能,利用扫描电镜研究分析膜层的表面形貌及截面形貌对银浆导电性能的影响。研究表明,随着有机膨润土含量的增加,浆料的粘度、触变性得到提升。当膨润土含量为2%时,粉末颗粒分散均匀且有着良好的印刷性能,电阻低至147?,电阻率为6.83×10-5?·cm。当有机膨润土含量较大时,因卡房结构的出现造成粉末颗粒的包覆,阻碍定向电子的导通。     

纳米银线对导电胶电阻率影响（英文）

采用溶剂热法合成长30~90μm的纳米银线。以自制的纳米银线和商用微米银片为导电填料制备了环氧树脂基导电胶(ECAs),研究了纳米银含量和固化温度对导电胶电阻率的影响。结果表明,当固化温度为180℃时,随着纳米银含量的增加,体积电阻率先下降而后又增加;随着固化温度的增加,体积电阻率下降。当银粉总填质量分数为65%(微米银片和纳米银线的含量比是55:10)时,导电胶在180和300℃固化的体积电阻率分别为6.5×10~(-4)和1.3×10~(-4)?·cm。分析认为电阻率的下降与纳米银线在300℃出现烧结行为有关。根据纳米银线在树脂基体中的分布、烧结行为和纳米银线与微米银片间的相互作用关系,讨论了纳米银线对导电胶电阻率的影响机制。     

化学复合沉积镍磷—碳纤维的性能研究

研究了镀液纤维浓度对镀层纤维含量的影响规律 ,探讨了碳纤维提高Ni P合金复合镀层的硬度和耐磨性的机理。结果表明 ,镀层碳纤维含量随镀液碳纤维浓度的增加先提高后降低 ,当镀液中碳纤维含量为 6 g/L时 ,镀层中碳纤维含量达到最高值(2 4 1% ,体积分数 )。碳纤维的加入使镀层硬度和耐磨性显著提高 ,镀态下和经 40 0℃× 1h时效处理后的镀层硬度分别为6 34HV和 1319HV ,比同一状态下Ni P镀层的硬度分别高 35 %和 6 1% ;5 0 0℃× 1h时效后的耐磨性是Ni P镀层的 6倍 ,是38CrMoAl钢氮碳共渗层的 7倍     

Numerical analysis on thickness effect of magnetic thin films on conduction noise absorption in microstrip line

Noise absorbing properties of two kinds of magnetic thin films (one is electrically conductive Co-Zr-O granular thin film and the other is Ni-Zn ferrite thin film with high electrical resistivity) are analyzed by the finite element method (FEM) with various film thicknesses. For the Ni-Zn ferrite film with high electrical resistivity (～2 × 10 ² Ωm), a low reflection parameter (S₁₁) value is predicted, and the value does not significantly change with increased film thickness up to 10 μm. However, the transmission parameter (S₂₁) is reduced with increased film thickness due to increased power absorption by magnetic loss. For the Co-Zr-O thin films with low electrical resistivity (～1.6 × 10^?5 Ωm), however, reflection signal is increased with increased film thickness due to diminished sheet resistance of the thin film. Transmission loss is not very sensitive to the thickness of the conductive film. Large power absorption is, therefore, predicted for conductive film of smaller thickness. It is concluded that film thickness is an important control parameter for the achievement of a highly absorptive thin film with increased electrical conductivity.     

无钯镀镍碳纤维增强Sn-3.0Ag-0.5Cu复合钎料的制备

采用化学镀法在碳纤维表面制备无钯镍镀层,用粉末冶金法制备了以镀镍碳纤维为增强相的Sn-3.0Ag-0.5Cu复合钎料,借助于SEM、EDS、OM等检测手段对其微观组织进行分析,研究镀镍碳纤维含量对复合钎料微观组织和基本性能的影响。结果表明:镀镍碳纤维主要分布在复合钎料的晶界处;随着复合钎料中镀镍碳纤维含量的增加,其弥散度逐渐降低,熔点变化不大;当镀镍碳纤维含量(质量分数)大于1%时,镀镍碳纤维在晶界处的团聚现象严重,复合钎料的电阻率显著升高。添加1%的镀镍碳纤维有助于减小液态复合钎料在助焊剂界面和Cu基板处的表面张力,降低钎料基体的电流密度,使得复合钎料的润湿性提高,电阻率有所降低。     

Mats and fabrics for electromagnetic interference shielding

Fabrics (with continuous electrically conductive fibers) are more effective than mats (with discontinuous conductive fibers) for electromagnetic interference shielding. Conductive fibers in the form of metal-coated polymer fibers or metal-coated carbon fibers are more effective than those in the form of bare carbon fibers. The highest shielding effectiveness of 53 dB at 1.0 GHz was attained by a metal-coated polymer fabric. The shielding is due mainly to reflection. A higher shielding effectiveness correlates with a higher reflectivity and a lower electrical resistivity. Both shielding effectiveness and reflectivity decrease with increasing frequency from 300 kHz to 1.5 GHz. The shielding effectiveness increases with thickness, as shown for bare carbon fiber mats. A nickel-coated carbon fiber mat of areal weight 9 g/m² is similar to a bare carbon fiber mat of areal weight 17 g/m² in shielding effectiveness.     

组成和结构对SiC纤维电阻率的影响(英文)

通过烧成制备电阻率不同的4种SiC纤维,并对纤维的元素组成、结晶性能和表面结构进行分析。结果表明:通过调整不熔化及烧成工艺参数可以获得电阻率量级不同的SiC纤维。当纤维表层具有一定厚度的高富碳层结构时,纤维的电阻率受整体自由碳含量与结晶性能的影响不显著,此时,纤维具有较低的电阻率。富碳层的产生与不熔化纤维烧成时分解产生的烃类小分子的重新裂解沉积有关。通过低温氧化除去纤维表面的富碳层可以使纤维的电阻率增大。表面结构对连续SiC纤维的电阻率有重要影响。     

Preparation of composite electroheat carbon film

1INTRODUCTIONThe electroheat carbon fil mis a newfunction-al electroheat fil m developed based on the electro-heat coating.Due to its good electroheat propertyand equivalent volume resistivity as nickel at roomtemperature,it can be widely used in electroheator relevant advanced technological fields such asportable low-voltage electric food warmer,ricecooker and heater,as a kind of lowvoltage electro-heat material[15].The existing electroheat coatingdeveloped by Acme chemicals&Insulating o…     

石墨烯/生漆复合抗静电涂层的制备与性能

分别以碳系材料石墨烯、炭黑、石墨为导电填料,生漆复合物为基材制备生漆复合抗静电涂层,讨论了导电填料含量对涂层导电性与力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对涂层进行分析。结果表明:当导电填料石墨烯、炭黑、石墨的添加量分别为0.6%、15%、15%时,涂层具备抗静电能力。石墨烯复合涂层的附着力为0级、柔韧性1mm、耐冲击性50cm,优于未加填料的涂层以及添加石墨、炭黑为导电填料的复合涂层。同时,石墨烯复合涂层的耐介质性能以及耐热性能均表现优异。     

Polycarbonate-based conductive film prepared by coating DBSA-doped PEDOT/sorbitol

A series of conductive polycarbonate films (CPCFs) were prepared by spin coating with an ethanol-based coating solution comprised of dodecylbenzenesulfonic acid-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)/sorbitol. The variation of CPCF surface resistivity was then measured as a function of temperature. CPCF surface resistivity decreased as sorbitol content increased, with the minimum values in the temperature range 175–185 °C. Furthermore, the CPCF-1.6 exhibited significantly improved thermal stability with respect to surface resistivity even at 175 °C. FT-IR analysis indicated that, after thermal treatment, hydrogen bonds arising from the hydroxy groups of sorbitol or hydroxypropyl cellulose and carbonyl groups of polycarbonate were established. The combination of surface resistivity data and FT-IR analysis suggests that the introduction of sorbitol accompanied with thermal treatment allows the PEDOT chains to undergo favorable inter-chain interactions leading to charge transfer and physical cross-linkage via hydrogen bonding.