碳化硅/低密度聚乙烯复合材料的直流伏安特性

为探讨碳化硅（SiC）/低密度聚乙烯（LDPE）复合材料的电导非线性特性,结合扫描电镜观察和X射线衍射分析研究了SiC的掺量、种类、晶型及粒径对SiC/LDPE复合材料直流伏安特性的影响。研究结果表明:SiC掺量增加可导致SiC/LDPE复合材料电导率增大和电导非线性系数发生改变的临界场强值降低;当外施电场强度相等时,在相同的SiC掺量下,纳米α-SiC、绿β-SiC、黑α-SiC复合材料的电导率分别大于微米α-SiC、绿α-SiC、绿α-SiC复合材料的电导率,且前者的电导非线性特性明显优于后者;当黑 α-SiC的掺量达到37.5wt%时,SiC粒径的增大可导致双对数坐标下的电导率与场强关系曲线的拐点向低场强方向移动。      

电场处理对碳化硅/聚合物复合材料电导特性的影响

通过在碳化硅(SiC)/低密度聚乙烯(LDPE)的热压成型和SiC/硅橡胶的硫化过程中施加不同形式的直流电场,研究了电场处理对SiC/聚合物复合非线性绝缘材料电导特性的影响.研究结果表明,在SiC/LDPE的热成型过程中待到模具中的物料流动结束后施加均匀电场仅使复合材料的电导率发生微弱变化,而在SiC/LDPE的热压流动过程中施加均匀电场导致复合材料的电导率明显增加;SiC/硅橡胶共混物的粘度较SiC/LDPE的粘度低,故均匀电场处理导致前者电导率增加的趋势较后者明显;非均匀电场处理导致复合材料的电导率明显增大,电导非线性特性明显得到改善,其作用效果明显好于均匀电场.     

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。     

聚乙烯/碳化硅复合材料的非线性电导特性的研究

以聚乙烯(PE)和碳化硅(SiC)粉末共混复合体系为研究对象,实验研究了聚合物基体、SiC浓度、温度及压力等因素对该体系直流伏安特性的影响。实验结果表明,增加SiC的掺量、升高温度和增大压力均能提高PE/SiC复合材料的非线性电导率,而聚合物基体结晶度不同对复合材料的非线性电导率的影响也是不同的。     

磁场处理对LDPE及其碳纳米管复合材料电导特性的影响

在低密度聚乙烯(LDPE)及其碳纳米管(CNTs)复合材料的热成型加工过程中施加稳恒强磁场,研究了磁场处理对LDPE及CNT/LDPE复合材料直流电导特性的影响,并结合差示扫描量热、偏光显微镜与原子力显微镜分析探讨了磁场处理的作用机理。结果表明,磁场处理能导致LDPE的结晶度提高,体积电阻率增加;稳恒强磁场能在CNTs中"诱导"形成感应磁矩,使得CNTs沿平行于磁场方向在LDPE中取向,从而导致CNTs/LDPE复合材料沿平行于磁场方向的电导率增加,电导非线性特性提高;磁场处理导致CNT/LDPE复合材料电导率增加的幅度随CNTs掺量的增加而增大。     

微纳米SiC/环氧树脂复合材料的界面和非线性电导特性

以微米和纳米SiC为填料,制备了不同填料配比的微纳米SiC/环氧树脂(EP)复合材料。测试了微纳米SiC/EP复合材料的玻璃化转变温度、室温介电谱和直流电导特性。分析了填料与基体之间的界面对玻璃化转变温度、介电谱及直流电导特性的影响。实验结果表明,在微米和纳米SiC填料的共同掺杂下,随着纳米SiC填料含量的增加,微纳米SiC/EP复合材料的玻璃化转变温度先降低后升高。在相同频率下,微纳米SiC/EP复合材料具有更低的相对介电常数和低频损耗峰幅值。与EP相比,微纳米SiC/EP复合材料具备显著的非线性电导特性。与微米SiC/EP复合材料相比,微纳米SiC/EP复合材料具有更高的非线性指数和阈值电场强度。微纳米SiC/EP复合材料的非线性电导特性与SiC颗粒和EP基体之间的界面区密切相关。      

MWCNTs改善WS2/三元乙丙橡胶复合材料的非线性电导特性与热导性能

通过在一定量的纳米WS₂中添加极少量的多壁碳纳米管（MWCNTs）,形成MWCNTs-WS₂复配填料,采用双辊开炼机将三元乙丙橡胶（EPDM）与不同配比的复配填料混合制备了不同MWCNTs含量的MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料。并研究了极少量的MWCNTs添加对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料非线性电导性能、直流击穿性能和导热性能的影响。结果表明,极少量的MWCNTs对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料在25℃时的非线性电导特性起到明显的增强作用,且随着MWCNTs含量的增加,复合材料非线性电导特征有明显的规律性变化;由于MWCNTs自身的高电导率和电导正温度系数效应,MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料电导率随电场强度的变化趋势在80℃时不再表现非线性特征。另外,极少量的MWCNTs对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料的热导率有明显地改善。      

SPS原位反应制备TiSi2基复合材料的微观结构和性能研究

以工业用硅粉、碳粉和碳化钛粉为原料,利用放电等离子烧结技术原位反应制备了TiSi2-SiC两相复合材料和TiSi2-SiC-Ti3SiC2三相复合材料.利用XRD、FESEM和TEM对复合材料的相组成和微观结构进行了研究.结果表明,基体相TiSi2的晶粒尺寸在1um以上,反应生成的SiC颗粒尺度在200～300nm,且均匀弥散分布在TiSi2基体中.TiSi2-SiC材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度随着SiC含量的增加都有一定程度的提高.Ti3SiC2三元相的引入大大提高了TiSi2-SiC-Ti3SiC2复合材料的力学性能. SiC和Ti2SiC2的引入对TiSi2-SiC复合材料在高温下的电导率和热导率影响较小.     

Ag纳米线/聚乙烯醇复合材料制备及其电磁脉冲响应特性

为研究非线性导电复合材料在电磁脉冲作用下的响应特性,采用多元醇法合成了具有较高长径比的Ag纳米线（AgNWs）,并以聚乙烯醇（PVA）为基体,制备了不同体积分数的AgNWs/PVA复合材料样品。使用功率器件分析仪和脉冲响应测试系统分别测试AgNWs/PVA复合材料的场致非线性导电特性和电磁脉冲响应特性。结果表明,AgNWs/PVA复合材料在一定的体积分数区间内具有优异的非线性导电特性;在阈值电压下,AgNWs/PVA复合材料的电导率迅速增大,电流存在约四个数量级的大幅度的跃变,填充体积分数为1.05vol%的AgNWs/PVA复合材料非线性系数α可达1 959.89。在AgNWs/PVA复合材料的方波脉冲阈值电压附近,脉冲响应测试系统的示波器上输出波形的电压幅值出现了明显的衰减,表明在方波脉冲作用下AgNWs/PVA复合材料的电导率迅速增大。AgNWs/PVA复合材料具有电磁能量的低通特性,在具有信息收发功能的电子设备的强电磁脉冲防护领域具有广阔的应用前景。      

影响低密度聚乙烯/氧化锌复合材料场致电导因素的研究

氧化锌(ZnO)是一种电导率具有场强依赖性的半导体材料,由其经烧结而制备的非线性电阻器件在稳压、过压保护、防雷、灭孤、消噪、补偿、消磁等方面得到了广泛的应用.以低密度聚乙烯(LDPE)和氧化锌粉末共混复合体系为研究对象,实验研究了影响LDPE/ZnO复合材料场致电导的主要因素.研究结果表明,增加ZnO的掺量、升高温度和减小压力均能提高LDPE/ZnO复合材料的非线性程度;对于按不同生产工艺制备的ZnO,其晶粒生长行为的不同导致晶粒结构的差异,从而使得含有不同制备工艺的ZnO的LDPE/ZnO复合材料的电导特性存在较大差别.