嵌入式电容器用钛酸钡/环氧复合材料性能的研究

将颗粒尺寸分布较宽的钛酸钡(BT)粉末与环氧树脂采用溶液共混旋涂工艺制备了嵌入式电容器材料,并对该复合材料的显微结构、晶相、热稳定性及介电性能进行了分析.研究表明,该复合材料的介电常数及介电损耗与陶瓷相含量和陶瓷粉末的分散有关;在20～150kHz频率范围内,复合材料介电常数的变化较为稳定,而介电损耗值均在0.036～0.039之间,随频率增大略有增大;受BT粒子的影响,复合材料基体聚合物的有序排列分子结构被破坏,环氧树脂分子链的排列密度降低;BT粉末的加入及BT含量的增加均导致材料体系的固化温度和热分解温度提高.     

陶瓷粒径对PMN/EP复合材料结构与性能的影响

以压电陶瓷铌镁锆钛酸铅(PMN)为功能相、环氧树脂(EP)为基体,采用树脂浇注成型方法制备了PMN/EP复合材料,研究了陶瓷粒径大小对复合材料结构与性能的影响。扫描电镜(SEM)分析表明,用大颗粒的粉料B(74μm～100μm)制备的复合材料中PMN颗粒之间出现"头碰头"或"肩并肩"的连接方式;而用粒径较小的粉料E(7μm～35μm)制备的复合材料,大部分以0-3型结构均匀分散在环氧树脂基体中。力学分析表明,随粒径的减小,PMN/EP复合材料的弯曲强度增大。随陶瓷颗粒粒径减小,复合材料的损耗因子最大值tanδmax增大;粉料E制备的复合材料具有较高的损耗因子,其tanδmax最大为0.724;随陶瓷颗粒继续减小,tanδmax有所降低,但阻尼温域拓宽,损耗面积TA相应增大。     

AlN/EP导热复合材料的工频击穿和介电性能研究

环氧树脂(EP)中加入氮化铝(AlN)制备出导热复合材料,研究了AlN含量对复合材料导热系数、工频击穿场强、相对介电常数、介质损耗角正切值和体积电阻率的影响。结果表明:随AlN含量的增加,复合材料的导热系数增加,复合材料的工频击穿场强和体积电阻率随AlN含量的增加而减小,在10~(-2)~10~7 Hz范围内介电常数和介质损耗角正切值都随AlN含量的增加而变大。     

石英纤维/KH308复合材料的介电性能

为研究石英纤维/聚酰亚胺（KH308）复合材料介电性能与纤维体积分数、频率、温度和吸水率之间的关系,通过热压成型法,制备了4种不同纤维体积含量的石英纤维/KH308复合材料,采用高Q谐腔法分别测试这4种复合材料在不同状态下的介电常数和介电损耗。结果表明：石英纤维/KH308复合材料的介电常数随着纤维体积分数增加而变大,介电损耗随纤维体积分数变化不大;7~18 GHz频率下,复合材料的介电常数和介电损耗基本不随频率变化;25~300℃下,复合材料的介电常数随温度增加变化比较平缓,而介电损耗随温度的增加而降低;复合材料吸水后,介电常数和介电损耗都会增加;复合材料介电常数ε<4,介电损耗tanδ<0.1,能满足导弹天线罩透波材料介电性能的要求。     

CB/CNTs/PP导电高聚物力/温度作用下介电性能的研究

以聚丙烯(PP)为基体,炭黑(CB)和碳纳米管(CNTs)为填料,通过熔融共混、注塑成型制备导电复合材料,测定电场频率、填料种类、填料含量以及温度、载荷等因素对其介电性能的影响。结果表明,室温下,随着填料含量的增加,材料介电常数和介电损耗均呈增大趋势;随着频率的增加(100 Hz～10MHz),介电常数和介电损耗首先迅速降低,然后逐渐趋于稳定;随着CNTs的加入,CB/CNTs/PP导电复合材料的介电常数明显增大,但是当填料含量达到某一定值时,继续增大CNTs的含量,介电常数反而下降;同一频率下,随着温度的升高(30～100℃),由热膨胀引起炭黑粒子间距的变化会导致介电常数减小。复合材料压缩实验表明:压缩载荷作用下,材料发生形变,基体中的CB粒子间相对位置改变,引起介电常数减小。     

改性氰酸酯树脂基复合材料的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了氰酸酯树脂／环氧树脂／线性酚醛树脂三元共聚体系的反应活性,制定了体系的固化工艺。并研究了以三元树脂体系为基体的玻璃布层压板的力学性能、介电性能以及耐湿热性。结果表明线性酚醛树脂的加入大大提高了氰酸酯／环氧树脂体系的反应活性。使反应温度大大降低。随线性酚醛树脂含量的增加。复合材料的弯曲强度先增大后基本保持不变,层间剪切强度先增大后略有下降;而三元体系的介电常数、介电损耗角正切值和吸水率随线性酚醛树脂含量增大而单调降低。三元体系／E-玻璃布层压板复合材料的弯曲强度和层间剪切强度分别比纯氰酸酯树脂复合材料提高12％和30％。而线性酚醛树脂含量为15％(质量分数)时,介电常数、介电损耗角正切值和吸水率分别比氰酸酯／环氧树脂复合材料降低了6％、40％和9％。     

短切SiCf/LAS复合材料的介电性能

讨论了纤雏长度与热压保温时间对含量为25%(体积分数)的短切SiCf增强LAS玻璃陶瓷复合材料介电性能的影响.在8～12GHz频率范围内,介电性能测试结果表明,随纤维长度由2mm增加到4mm,复合材料的复介电常数实部ε′增大,而其虚部ε″及介电损耗tgδ减小.当保温时间由10min延长到20min时,复合材料的ε′增大,而其ε″与tgδ均减小;且保温20min时,其ε′、ε″与tgδ均已接近适合损耗微波能量的数值.复合材料有望成为电损耗型宽带微波损耗材料.     

0-3 型压电陶瓷/ 硫铝酸盐水泥复合材料的介电性及压电性

以硫铝酸盐水泥为基体, 铌镁锆钛酸铅(PMN) 陶瓷颗粒为功能体制备了水泥基压电复合材料。重点讨论了复合材料的介电性能和压电性能。结果表明: 水泥基压电复合材料的介电温谱在- 30 ℃～150 ℃范围内较平坦, 表现出优良的介电温度稳定性, 而介电损耗随着温度的升高而增加; 水泥基压电复合材料的压电应变常数和介电常数均随着PMN 含量的增加而增大。      

SiC(N)/LAS纳米陶瓷复合材料的介电特性

采用LAS玻璃粉末和激光诱导法制备的纳米SiC(N)粉体,通过热压烧结法制备了SiC(N)/LAS纳米陶瓷复合材料,研究了该复合材料在8.2~12.4GHz频率范围内的微波介电特性。结果表明,SiC(N)/LAS的介电常数主要受纳米SiC(N)粉体含量的控制,此外还与烧结温度有关。随着烧结温度的提高,复合材料介电常数和介电损耗均随之增大。SiC(N)/LAS对电磁波的损耗作用明显优于同体积分数的纳米SiC(N)与石蜡混合体,这与烧结过程中形成的碳界面有关。     

短切碳纤维/环氧树脂复合材料的介电性能研究

以短切碳纤维为填充物,环氧树脂为基体,采用涂刷法制备了碳纤维/环氧树脂基复合材料,研究了短切碳纤维的分布、含量、长度对复合材料的复介电常数的影响。碳纤维在环氧树脂基体中呈二维随机分布,随着碳纤维含量的增加,碳纤维在基体中形成导电网络的能力明显增强。采用波导法测试了复合材料在2.6～18GHz频段内的复介电常数,结果表明,在该波段,复介电常数的实部和虚部都随纤维含量的增大而增大;随纤维长度的增大先增大后减小;并随频率的增大呈现明显的频响效应。     

0-3型压电陶瓷/硫铝酸盐水泥复合材料的介电频率特性和铁电特性

以硫铝酸盐水泥为基体, 铌锂锆钛酸铅[ 0. 08Pb (Li_1/4 Nb_3/4 ) O₃ ·0. 47PbTiO₃ ·0. 45PbZrO₃ ] (简称PLN)压电陶瓷颗粒为功能体制备了0-3 型水泥基压电复合材料。利用X 射线衍射(XRD) 和扫描电子显微镜(SEM) 对水泥基压电复合材料的相组成和显微结构进行了分析和观察, 重点研究了水泥基压电复合材料的介电频率特性和铁电特性。结果表明, 压电陶瓷颗粒与硫铝酸盐水泥的水化产物结合良好; 随着PLN 含量的增加, 复合材料的介电常数ε_r 、剩余极化强度Pr和矫顽电场强度Ec均增大; 在40～100 kHz 频率范围内, 水泥基压电复合材料的介电常数ε_r均随频率的增大而迅速降低, 这主要受复合材料中的界面极化所影响, 高频时, 介电常数变化较小, 表现出良好的高频介电稳定性; 复合材料的电滞回线发生畸变的原因主要是PLN 压电陶瓷破碎成颗粒后, 本身存在许多缺陷, 且与水泥复合后存在许多界面气孔。      

二氧化硅/木材复合材料的微观结构与物理性能

为了明确二氧化硅/ 木材复合材料的微观结构与物理性能, 通过EDAX 及XRD 的测定分析了溶胶2凝胶法制备的二氧化硅/ 木材复合材料的微观结构, 通过应力松弛、介电性质、热重、表面显微硬度的测定分析了该材料的物理性能。结果表明: 生成的二氧化硅与增重率呈正相关, 在纤维饱和点以下, 生成的二氧化硅存在于细胞壁中。XRD 衍射峰位置没有改变, 增重率增大, 峰强减弱, 结晶度减小。应力松弛量变小, 材料内部的结合力增强, 分子间产生了交联结合。介电常数值增大, 介电损耗随着频率的增加呈先增加后减小的趋势, 室温下, 出现最大峰值的频率均在log f = 6. 5 Hz 附近。热失重过程中, 快速失重的起始温度提高, 残余质量增加, 表面显微硬度提高。      

聚苯胺改性0-3 型PZT/ 聚氨酯复合材料的极化与电性能

以聚苯胺( PANI) 原位聚合改性聚氨酯( PU) 树脂为基体, 锆钛酸铅( PZT) 陶瓷为功能相, 制备了0-3 型压电复合材料, 研究了复合材料极化和电性能。结果表明: 适量PANI 能够有效地提高0-3 型复合材料的极化和压电性能。随着PANI 含量增加, 复合材料的压电系数d33和机电耦合系数kp 迅速增大。当PANI 体积分数为4 %时, 复合材料的d33 = 34 pC/ N , kp = 0.25 , 均达到最大值。复合材料的介电常数和介电损耗随PANI含量的增加而上升。      

短切石英纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

采用湿法混合工艺制备了短切石英纤维增强的PMR 型聚酰亚胺复合材料模塑粉, 使用热模压一次成型技术制备了聚酰亚胺树脂基复合材料, 对复合材料的性能进行了系统研究。研究结果表明: 短切石英纤维增强的复合材料具有优异的热性能和良好的力学性能, 纤维含量对复合材料玻璃化转变温度和热失重温度影响不大,对材料的力学性能影响显著。复合材料具有优异的介电性能, 在1 kHz～18 GHz 宽频范围内具有稳定的介电常数和介电损耗。      

空心玻璃微珠增强环氧树脂复合材料的动态力学性能

通过对空心玻璃微珠（HGM）/环氧树脂复合材料进行动态力学分析（DMA）,给出了环氧树脂基体在不同频率下的动态力学温度谱,利用时温等效原理,根据位移因子构建了HGM/环氧树脂复合材料在室温下的储能模量和损耗模量的频率主曲线。分析了温度和频率、体积比和粒径对HGM/环氧树脂复合材料储能模量和损耗模量的影响规律,并结合SEM图像分析其影响机制。结果表明,随着HGM体积分数的增加,HGM/环氧树脂复合材料储能模量和损耗模量呈增大趋势;储能模量随温度升高而降低,损耗模量随温度的增加先增大后减小,在玻璃化温度附近形成一个峰值,HGM低于10%的配比有利于提高其动态力学性能。颗粒的团聚及界面的黏合均对HGM/环氧树脂复合材料的动态力学性能产生较大影响。     

羰基铁/ 导电聚苯胺微管复合材料的电磁性能

采用原位掺杂的方法合成了聚苯胺微管, 将具有介电损耗性能的高分子材料聚苯胺微管与具有磁损耗性能的无机材料羰基铁复合, 并采用波导法研究了复合材料在8.2～12.4 GHz 频段内的电磁参数。结果表明, 在羰基铁/ 聚苯胺复合材料与石蜡的质量比为1 ∶1 的情况下, 通过复合, 可以调节电磁参数, 提高材料的吸波性能。      

玻璃纤维芯-铅网增强橡胶复合材料动态性能

制备了具有不同结构和界面结合强度的玻璃纤维芯2铅网增强橡胶复合材料( GF- Pb/ R) , 并通过测试复合材料的力滞回线, 研究了其在3～20 Hz 时的动态性能。结果表明, GF- Pb 网增强结构可以同时提高橡胶的动态力学性能和阻尼性能, 其中GF-Pb 网垂向增强方式的性能改善效果明显, 当GF-Pb 网体积分数为4 %时, 其动刚度和损耗因子的提高率可分别达到49 %和25 %。GF- Pb/ R 复合材料阻尼性能是材料阻尼、界面微滑移阻尼、Pb 塑性变形阻尼等多种阻尼机制共同作用的结果。界面粘结强度显著影响了复合材料的力学性能和阻尼行为: GF-Pb/ R 刚度随界面结合强度的增大而提高; 损耗因子按照界面中等强度结合、强结合、弱结合的顺序递增。      

玻璃微珠含量及粒径对填充聚丙烯复合材料动态力学性能的影响

应用动态力学分析仪,在－１５０￣１０１０℃的温度范围内,考察了玻璃微珠填充聚丙烯中微珠的含量及其粒径对复合材料动态力学性能的影响。结果表明,室浊下的贮能模量和 损耗模量随着微珠体积分数Φｆ的增加而呈非线性形式增大;在相同条件下,最大粒径微珠填充体系的动态模量高于较小粒径微珠填充体系;微珠含量和粒径对复合材料的阻尼的影响不明显;在Φｆ５％￣１５％范围内,玻璃化转变温度随着Φｆ的增加而增大,然后随之下     

PVDF对芳纶无纺布/环氧树脂共固化复合材料力学和阻尼性能的影响

为评价热塑性结晶聚合物聚偏二氟乙烯(PVDF)对共固化复合材料动态力学和阻尼性能的影响,首先,将PVDF负载到芳纶无纺布(ANF)上,采用共固化工艺制备了PVDF-ANF/环氧树脂(EP)结构阻尼复合材料。然后,利用动态机械分析仪测试了PVDF-ANF/EP复合材料的损耗因子、损耗模量和储能模量的温度谱;通过弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度的测试评价了复合材料的静态力学性能;通过单悬臂梁振动实验测试了复合材料的共振频率及自由振动衰减曲线,并计算了损耗因子;通过I型、II型层间断裂韧性实验及断面微观形貌的观察研究了复合材料的断裂韧性及增韧机制。最后,对复合材料的微观结构进行分析,探讨了其兼具力学性能和阻尼性能的结构内因。结果表明:通过在ANF表面负载PVDF,可在不引起复合材料力学性能明显下降的前提下,进一步提高PVDF-ANF/EP复合材料的阻尼性能和层间断裂韧性,复合材料的损耗因子提高了33.3%,I型和II型断裂韧性分别提高了168%和208%。