无色透明聚酰亚胺-二氧化硅纳米复合薄膜的制备与性能

采用1S,2R,4S,5R-氢化均苯四甲酸二酐(H-PMDA)与含氟芳香族二胺2,2′-双(三氟甲基)联苯二胺(TFMB)通过一步高温溶液缩聚法制备了TFCPI半脂环族聚酰亚胺树脂及相应的无色透明聚酰亚胺薄膜TFCPI-0。采用TFCPI树脂基体，通过机械共混法与胶体纳米二氧化硅(SiO₂)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)分散液进行复合，制备了一系列不同SiO₂含量的无色透明聚酰亚胺复合薄膜。结果表明：当纳米SiO₂在复合薄膜中的质量分数为25%时，制备的TFCPI-25复合薄膜在450 nm波长处的透光率(T₄₅₀)与黄度指数(b^*)分别为87.8%与1.56，较TFCPI-0薄膜仅略有下降(T₄₅₀=88.5%,b^*=0.91)。TFCPI-25复合薄膜在氮气中的5%失重温度(T_5%)和玻璃化转变温度(T_g)与TFCPI-0薄膜处于同一水平。但TFCPI-25复合薄膜在50℃时的储能模...     

本征深色聚酰亚胺薄膜的制备与性能

针对先进柔性覆铜板(FCCL)领域对热塑性黑色聚酰亚胺薄膜的应用需求,采用含有生色亚胺(-NH-)基团的芳香族二胺单体4,4′-二胺基二苯胺(NDA)分别与一系列二酐单体,包括4,4′-(六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸酐(6FDA)、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)以及氢化3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(HBPDA)等聚合制备了3种有机可溶性PI(SPI)树脂,然后采用SPI/DMAc溶液在相对较低温度下(80～250℃)制备了PI薄膜.系统研究上述特征基团的引入对PI薄膜光学性能、热性能以及电学性能的影响机制.结果表明:制备的SPI树脂在极性非质子性溶剂,如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中具有良好的溶解性.制备的SPI薄膜具有本征深色特性,其在500 nm波长处的透光率(T500)小于5％,明度(L*)低于60.此外,该系列薄膜具有良好的耐热性能,玻璃化转变温度(Tg)最高可达375.9℃,氮气中5％失重温度(T5％)高于500℃.该系列薄膜还具有良好的电绝缘特性,其体积电阻率(ρv)均超过1015Ω·cm.     

Eu3+掺杂Mg2Y8(BO4)2(SiO4)4F2新型红色荧光材料的合成及发光性能研究

通过高温固相法成功合成了新型磷灰石结构Mg₂Y₈(BO₄)₂(SiO₄)₄F₂∶xEu³⁺(MYBSF∶xEu³⁺)荧光材料,并研究了不同掺杂浓度下的发光性能。结果表明,Eu³⁺掺杂MYBSF荧光粉的最佳激发波长为265 nm,最强发射波长位于614 nm。发光强度随着Eu³⁺浓度的升高而增强,当Eu³⁺掺杂浓度为7mol%时,其发光性能最好。色坐标研究亦表明,不同掺杂浓度的MYBSF∶xEu³⁺荧光材料发光性能稳定,色坐标与理想红光色坐标接近,色纯度均高于91%。因此,MYBSF∶xEu³⁺荧光粉是一种紫外激发红色荧光粉的理想候选材料。     

氢化均苯四甲酸二酐型聚酰亚胺的合成与性能

分别采用均苯四甲酸二酐(PMDA)和氢化均苯四甲酸二酐(HPMDA)与4,4'-二氨基二苯醚(ODA)通过两步法制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜。比较了两种PI薄膜的物理化学性质,包括树脂的特性粘度,薄膜的耐热稳定性以及光学透明性等。结果表明,HPMDA-ODA薄膜在可见光区具有优良的透明性,450 nm处的透过率超过80%。该薄膜的折光指数为1.598 6,双折射接近0。薄膜的玻璃化转变温度为339.6℃,5%失重温度为451.9℃,氮气中750℃时的残余重量百分数为37.2%。     

NaOH溶液对聚酰亚胺/银复合薄膜制备及性能的影响

通过自金属化法制备聚酰亚胺/银(PI/Ag)复合薄膜。使用氢氧化钠(NaOH)溶液对聚酰亚胺(PI)薄膜表面进行化学刻蚀,将蚀刻后的PI薄膜浸入硝酸银(AgNO_3)溶液中使银离子与钠离子发生离子置换,在PI薄膜表面形成含有Ag+的复合层。将附有Ag+的PI薄膜重新热亚胺化使Ag+还原成Ag单质,最终形成PI/Ag复合薄膜。分析了不同NaOH溶液浓度及处理时间对复合薄膜的表面微观结构、热失重性能及紫外光吸收性能的影响。结果表明:该方法可以在PI薄膜表面覆盖一层均匀且致密的Ag膜。当NaOH溶液浓度为2.5mol/L,处理时间为2 h,AgNO_3溶液浓度为0.04 mol/L,处理时间为30 min时,PI/Ag复合薄膜的Ag粒子分布连续且均匀;PI/Ag复合薄膜的热稳定性与纯PI膜相近。     

基于氧化硅绝缘层改性的PMMA复合薄膜储能性能研究

聚合物电介质因具有击穿电压高、柔性好、成本低、加工容易和质量轻等优点而备受青睐,其在电气工程领域具有广泛的应用。该文以聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)作为基体,二氧化硅(SiO₂)作为绝缘层,综合利用溶液流延法和磁控溅射技术,成功制备了具有三明治结构的SiO₂/PMMA/SiO₂复合薄膜。在PMMA薄膜与金属电极之间引入宽禁带SiO₂薄层作为界面势垒层,能够抑制电极电荷注入,提升击穿强度;通过改变磁控溅射时间来调控SiO₂绝缘层生长厚度,系统研究SiO₂薄层厚度对复合薄膜的微观结构和介电性能的影响。研究表明,当磁控溅射工作时间为2h,SiO₂薄层厚度约为240nm,此时SiO₂/PMMA/SiO₂复合薄膜展现出优异的储能性能,最大放电能量密度为14.5J/cm~3,是纯PMMA薄膜的1.42倍,充放电效率为87.4%。     

SiO2溅射功率对Fe40Co40B20-SiO2软磁纳米颗粒膜磁性能的影响

用磁控溅射法沉积Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂软磁纳米颗粒膜,对其微观结构和磁性能进行了分析。研究发现,随着SiO₂溅射功率的增高,Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂薄膜粗糙度、截止频率、磁导率、饱和磁化强度均降低,薄膜电阻率增大。在SiO₂溅射功率为500 W时,Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂薄膜电阻率高达1973μΩ·cm,且截止频率也高达3.67 GHz。相较于未添加SiO₂的薄膜,其电阻率有了显著提升,且同样拥有较高的截止频率。因此,通过该方法制备的Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂薄膜可有效应用于GHz频段的软磁薄膜电感。     

聚硫醚酰亚胺树脂及其薄膜的研制

利用4,4′-双(4-氨基苯氧基)二苯硫醚(DADPSE)单体与3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)单体进行聚合反应制得了粘稠状的聚硫醚酰胺酸(DADPSE/ODPA-PAA)溶液,经涂膜热亚胺化得到聚硫醚酰亚胺(DADPSE/ODPA-PI)薄膜,并对溶液的粘度以及薄膜的电性能、力学性能、红外光谱、紫外-可见光透光率进行了研究,结果表明:制备的聚酰亚胺薄膜具有优良的绝缘性能和力学性能,且透明性较好。     

热交联型共聚聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

首先合成了一种含芴基、羟基以及苯醚键的二胺单体9,9′-双[4-(4-氨基-2-羟基苯氧基)苯基]芴(BAHOPF),再以BAHOPF和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)为二胺单体、六氟二酐(6FDA)为二酐单体,通过缩聚反应和热亚胺化法制备了一系列聚酰亚胺(PI)薄膜。采用热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振波谱(NMR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、差示扫描量热法(DSC)等测试手段表征了制备的二胺单体和PI薄膜的结构与性能。结果表明:制备的PI薄膜结晶度较低;随着芴基比例的增大,PI薄膜的透明度和力学性能有所提高;所有PI薄膜都表现出良好的热性能,其中5%热失重温度为309～464℃,10%热失重温度为400～510℃,玻璃化转变温度(Tg)约为350℃,且制备的PI薄膜具有较好的溶解性能。     

近紫外光激发红色荧光粉In0.5Sc1.5(MoO4)3∶Eu3+的合成与发光性能研究

采用高温固相法合成了红色荧光粉In_0.5Sc_1.5(MoO₄)₃∶Eu³⁺,XRD表征结果显示获得了与Sc₂(MoO₄)₃结构一致的纯相。漫反射测试结果表明该荧光粉在200～350 nm范围内的吸收峰归属于O^2--Eu³⁺和O^2--Mo⁶⁺之间的电荷转移。它能够被近紫外光(394 nm)有效激发,主发射中心位于614 nm的红光,对应于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁。5mol%为该荧光粉Eu³⁺的最佳掺杂浓度,超过该浓度出现浓度猝灭现象。荧光衰减曲线拟合表明最佳样品的寿命为481μs,它的CIE色度坐标为(0.663,0.337),接近理想的红光色坐标(0.67,0.33),色纯度高达99.76%。...     

纳米胶体二氧化硅改性聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

首先,通过缩聚法制备了基于均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)单体的聚酰胺酸(PAA),在聚合过程中加入不同质量分数的胶体SiO2/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),制得PAA/SiO2杂化胶液.然后将杂化胶液在洁净干燥箱中于室温～350℃进行亚胺化,制得了PI/SiO2复合薄膜.对PI/SiO2复合薄膜进行衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、动态机械分析(DMA)和热机械分析(TMA)测试,并采用阻抗分析法测试SiO2的引入对复合薄膜介电性能的影响.结果表明:成功制得了预期结构的复合薄膜,SiO2在PI基体中分布较为均匀.SiO2的引入提高了复合薄膜的耐热性和热尺寸稳定性,SiO2含量为25％的PI-25薄膜5％失重温度(T5％)和750℃时的残余质量分数分别为611℃与73％,分别较PI-0薄膜(未添加SiO2)提高了14.7℃和9.2％.在103～106 Hz频率范围内,复合薄膜表现出较为稳定的介电常数(Dk)与介质损耗因数(Df).纳米SiO2的引入略微提高了复合薄膜的Dk值,PI-25薄膜在1 MHz时的Dk值为3.58,较PI-0薄膜略有上升(Dk为3.20).     

新型无色透明聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴(FFDA)作为二胺,以环丁烷四甲酸二酐(CBDA)作为二酐,通过热酰亚胺化法制备了综合性能优异的聚酰亚胺薄膜(PI 5/5),并对其性能进行了测试。结果表明:PI 5/5表现出良好的溶解性能和优异的光学性能。室温下PI 5/5可溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)等强极性溶剂,且在四氢呋喃(THF)等弱极性溶剂中也具有良好的溶解性;PI 5/5在450 nm处的透光率达到92%,其紫外截止波长低至287 nm。同时,PI 5/5具有优异的热稳定性和力学性能。     

二酐组成对PI薄膜聚集态结构和热力学性能的影响

为了制备兼具有序度高和热力学性能稳定的聚酰亚胺(PI)薄膜,在联苯四甲酸二酐-对苯二胺(BP-DA-PDA)体系中引入均苯四甲酸二酐(PMDA)单体,通过无规共聚法制备了PI薄膜,采用XRD、TMA、DMA、TGA、棱镜耦合仪和万能试验机对PI薄膜聚集态结构和物理力学性能进行分析.结果表明:不同二酐组成对PI薄膜的聚集态结构和热力学性能有显著影响,随着PMDA-PDA链段组分的增加,分子链有序度得到提高,分子链间距从0.469 nm降低至0.436 nm;双折射值在0.17～0.23内呈上升趋势,玻璃化转变温度(Tg)在379.00～439.05℃内先下降后上升,热膨胀系数(CTE)在0～7×10-6 K-1内先上升后下降,拉伸强度和5％热分解温度(T5％)分别在165～226 MPa和576.8～590.4℃内呈下降趋势.当PMDA摩尔分数为60％时,薄膜的双折射率达到最高值0.22471,Tg为439.05℃,CTE为0.0125×10-6 K-1,耐热指数(THRI)达到302.0℃,T5％达到576.8℃,综合热力学性能优异.     

氮化硼表面改性基团对氮化硼/聚酰亚胺复合材料导热特性的影响

以端基为氨基、羧基和羟基的表面改性氮化硼(BN)和未经表面修饰的BN纳米片为填料，通过原位聚合法制备了改性BN/聚酰亚胺(PI)复合材料，研究了氨基改性BN(BN-NH₂)、羧基改性BN(BN-COOH)、羟基改性BN(BNOH)和BN对不同温度下复合材料导热特性的影响。结果表明：复合材料的热扩散系数随着BN-NH₂质量分数的增加而增大，随BN-COOH和BN-OH质量分数的增加先增大后减小，且均在质量分数为2%时达到最大值。在200℃时，BN-NH₂/PI的热扩散系数在填料质量分数为5%时达到最大值，BN-COOH/PI和BN-OH/PI则都在填料质量分数为2%时热扩散系数达到最大值，其中BN-COOH/PI获得最高的热扩散系数。因此，氨基表面改性BN有利于BN/PI复合材料在高填充量下获得更高的热扩散系数，而要获得最高的热扩散系数，羧基改性BN则是最佳选择。     

热电池用NiF2正极材料的制备

采用中温脱水及高温烧结的方法制备NiF₂混导电剂正极粉体，由XRD表征结果可知，经烧结处理的NiF₂粉末具有更加稳定的结构和良好的热稳定性能。经过680℃高温处理的NiF₂粉体添加镍粉与石墨烯质量比为7∶3的复配导电剂能显著提升单体热电池的放电性能，此NiF₂粉体正极装配的单体电池在520℃下以100 mA/cm²电流密度恒流放电时起始电压达2.497 V，截止电压1.0 V时的比容量达262.7 mAh/g。由9节单体电池组成的样机电池组的脉冲测试可知，其初始放电电压达23.8 V，当放电电压到16.7 V(70%峰值电压)时，激活时间为0.26 s。研究初步表明，此制备方法提高了NiF₂正极粉体的导电性能、放电电压和放电比容量，并且极大缩短了成品热电池的激活时间，操作简单可行性高。     

六氟化硫—环氧树脂的热分解研究

深度挖掘SF₆分解产物携带电热腐蚀信息有助于提升GIS设备潜伏故障诊断精确度。研究六氟化硫—环氧树脂体系(SF₆-epoxy)热分解反应,阐明碳基特征分解产物与绝缘材料降解对应关系,可有效解决特征组分单一性与来源多样性之间矛盾。文中采用同步热重/差示扫描量技术系统测量了SF₆-epoxy热分解过程,表征了3个特征热解阶段的温度范围与放热量。在线气相色谱指认了9种碳基、硫氧分解产物。根据SF₆-epoxy体系热解的全景反应历程,CO₂可作为判定环氧树脂高温(>500℃)热腐蚀劣化的特征分解组分;CH₄可直接对应300～500℃发生的环氧绝缘材料的热降解劣化;SOF₂、H₂S和H₂可综合判定SF₆-epoxy体系的微水含量。     

微量石墨烯包覆对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2电化学性能的影响

使用Hummers法得到氧化石墨烯,再通过还原氧化石墨烯制备石墨烯。使用高温固相法制备LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料,将石墨烯加入乙醇溶液中,与增稠分散剂羧甲基纤维素钠(CMC)混合得到石墨烯溶液。利用液相自聚集法将石墨烯溶液微量包覆在LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂表面。通过SEM、XRD以及电化学测试系统对石墨烯/LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料进行表征和测试。结果表明,0.8%-石墨烯/LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料性能最佳,首次充电比容量最大值达到222.85 mAh/g,首次充放电比容量最大值达到208.93 mAh/g,库仑效率为93.75%。     

高频低介电半脂环聚酰亚胺薄膜的制备与性能

针对高频通讯领域对聚酰亚胺(PI)薄膜材料的应用需求，以半脂环二胺5(6)-氨基-1-(4-氨基苯基)-1,3,3-三甲基茚满(DAPI)与不同的芳香二酐反应，合成了含半脂环结构的PI并制备了对应薄膜，探究了其结构与性能的相关性。结果表明：含半脂环结构的PI具有良好的可溶解加工性，能溶于NMP、DMF、CHC13等常规有机溶剂。制备的薄膜具有良好的力学性能和耐热性，拉伸强度为64.8～82.6 MPa，玻璃化转变温度最高可超过487℃。薄膜的介电常数(D_k)为2.63～4.62(1 kHz～1 MHz)、2.46～2.75(10 GHz)，介质损耗因数(D_f)为0.003 1～0.020 5(1 kHz～1 MHz)、0.006 6～0.017 4(10 GHz)。其中，薄膜B-PI(BPADA-DAPI)在10 GHz下的介电常数为2.75，介质损耗因数为0.006 6，表明在PI分子主链上同时引入半脂环和双酚A结构能制备兼具高频低介电常数、低介质损耗的PI薄膜。     

La2/3TiO3改性Ba0.99Ca0.01Zr0.02Ti0.98O3基陶瓷材料的结构及性能研究

采用常规固相反应烧结法制备了(1-x)Ba_0.99Ca_0.01Zr_0.02Ti_0.98O₃-x La_2/3TiO₃陶瓷样品。研究了其相结构、显微形貌、铁电性能、压电性能及介电性能。研究结果表明,样品均具有典型的钙钛矿相结构,适量La_2/3TiO₃改性促进了晶粒均匀生长发育,提高了陶瓷的致密度。随La_2/3TiO₃含量的增加,陶瓷表现出优异的铁电性能,当x=0.004时,获得最小矫顽场E_c～3.9 kV/cm和剩余极化强度P_r～9.7μC/cm²;在极化电压～15 kV/cm时即可达到理想的极化效果,压电常数d₃₃～386 pC/N,机械品质因数Q_m～175和机电耦合系数k_p～46%。     

耐电晕PI/无机纳米氧化物复合薄膜设计及性能

采用热液法制备了纳米无机氧化物分散液,其中水解所需的水由醇缩水成醚反应提供.所得的MTES改性的纳米氧化铝与聚酰亚胺复合制成杂化聚酰亚胺复合薄膜(PI/Al2O3 - SiO2),另外还制备了未改性的纳米氧化铝杂化聚酰亚胺复合薄膜(PI/Al2O3),在试样厚度均为25 μm的情况下,采用双极性脉冲方波电压、峰-峰值2500V、频率20 kHz、占空比50％、测试温度155℃的条件下,分别测试上述两种薄膜以及Kapton 100 CR薄膜的耐电晕时间,结果表明,PI/Al2O3 - SiO2薄膜的耐电晕寿命最长,是Kapton 100 CR薄膜的6倍以上,是PI/Al2O3薄膜的12倍以上.由SEM的测试结果分析表明,PI/Al2O3 - SiO2薄膜中的无机纳米复合结构可以更有效地保护PI基体,从而提高材料的耐电晕性.