玻璃纤维对PTFE/SiO2复合基板材料性能的影响

采用表面改性、物料混合、压延成型、高温真空热压烧结工艺,得到了不同含量玻璃纤维(GF)增强聚四氟乙烯(PTFE)/二氧化硅(SiO2)复合基板材料,考察分析了GF含量对复合材料微观形貌、密度、吸水率、拉伸性能、压缩性能以及微波介电性能的影响情况。结果表明,随着GF含量的增加,PTFE/SiO2复合材料的密度逐渐减小,吸水率和损耗因子逐渐增大,拉伸模量、压缩模量和相对介电常数呈现出先增大后减小的趋势。当PTFE/SiO2复合材料中加入2%的GF时,复合材料具有良好的综合性能,密度为2.085 g/cm3,吸水率为0.094%,拉伸模量为1351 MPa,压缩模量为1643 MPa,相对介电常数为2.93,损耗因子为1.04×10–3。     

Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

CaTiO3添加对MgNb2O6微波介质陶瓷性能的影响

为了更好的满足无线通讯高频化的要求,采用固相法制备了温度系数近零的(1–x)Mg Nb₂O₆–xCaTiO₃(x=0,0.02,0.04,0.08,0.12,0.16)微波介质陶瓷。研究了CaTiO₃的加入量对MgNb₂O₆微观结构和介电性能的影响,探究各物相的形成和烧结行为。结果表明：适当的CaTiO₃加入量能够促进MgNb₂O₆的烧结,降低了烧结温度。通过X射线衍射分析,CaTiO₃与MgNb₂O₆在高温时会反应生成CaNb₂O₆和Ti₈O₁₅、Ti₂Nb₁₀O₂₉。增加CaTiO₃的加入量,会降低陶瓷的品质因数Q×f,但同时会提高其介电常数ε     

热处理温度对SiO2f/SiO2复合材料性能的影响

开发承载隔热一体化的隔热材料对高温工业节能减排具有重要的现实意义。以石英纤维针刺毡为增强体,硅溶胶为先驱体,采用先驱体浸渍热处理法制备了石英纤维增强二氧化硅基(SiO_2f /SiO₂)复合材料。研究了热处理温度（400～900 ℃）对Si O_2f /SiO₂复合材料的密度、气孔率、力学性能及热学性能的影响。采用 X 射线衍射和扫描电子显微镜表征复合材料的组成及微观形貌;采用顶杆法和瞬态热线法测定复合材料的热膨胀系数和热导率。结果表明：随着热处理温度的提高,试样的密度变化不大,显气孔率和力学强度整体呈先升高再降低的趋势。450 ℃热处理后的试样综合性能最佳,试样的三点弯曲强度为 23.5 MPa,抗压强度为 61.9 MPa,表现出明显的韧性断裂行为。在 300～700 ℃之间,试样的热膨胀系数为 0.564×10^-6/℃,热导率随温度升高而降低,在 700 ℃时低至 0.096 W/（m·K）。Si O_2f/SiO₂复合材料在承载隔...     

溶胶-凝胶法制备PTFE/SiO2疏水涂层

以聚四氟乙烯乳液(PTFE)和纳米硅溶胶为主要原料通过溶胶-凝胶法在玻璃表面上制备了疏水涂层。水滴在表面的接触角达到126°。通过显微电镜观察涂层表面结构,发现涂层表面分布许多微米大小的乳突。聚四氟乙烯低的表面能和复合表面的微米乳突结构是涂层能形成良好疏水性能的原因。考察了聚乙烯醇对复合涂层疏水性的影响。     

纳米SiO2对先驱体浸渍裂解法制备SiCf/SiC复合材料力学性能的影响

以纳米SiO2为填料,采用先驱体浸渍裂解法制备2.5D-SiCf/SiC（D为维数,SiCf为SiC纤维）复合材料,研究了前驱液中纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,纳米SiO2的添加能有效抑制先驱体裂解过程中的体积收缩,提高致密度,但过量引入易导致浸渍液黏度过高,浸渍效率降低。纳米SiO2含量对材料力学性能有较大影响,添加纳米SiO2后材料的抗弯强度和断裂韧性均高于没有添加的样品,材料抗弯强度随纳米SiO2含量的增加先增大后降低。当浸渍液中纳米SiO2含量为6%时,复合材料具有优异的力学性能,抗弯强度达到211.1MPa。     

不同Al2O3/SiO2比的MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃制备及性能研究

本文采用烧结法制备MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS)微晶玻璃,研究不同Al₂O₃/SiO₂质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进行表征,并对微晶玻璃的密度、力学性能、耐蚀性、热学性能和介电性能进行测试分析。结果表明：随着Al₂O₃/SiO₂质量比从0.52增大至0.64,基础玻璃的玻璃化转变温度T_g增大、析晶峰值温度T_p减小,促使样品析出α-堇青石晶相;样品密度在2.52～2.60 g/cm³波动,介电常数ε_r由1.73增加到4.51,热膨胀系数由4.46×10^-6℃^-1降低到2.38×10^-6℃^-1,介电损耗tan...     

Ca0.95-xCu0.05(Na0.5Bi0.5)xMoO4微波介质陶瓷的制备及性能

随着当下5G和6G技术的高速发展,开发出具有适中的介电常数,较高的品质因数,接近0的谐振频率温度系数的陶瓷已是当下研究的重点。通过固相法制备Ca_0.95–xCu_0.05(Na_0.5B_i0.5)_xMo O₄微波介质陶瓷,研究烧结温度和组分变化对陶瓷微波介电性能的影响。当烧结温度为640℃、x为0.5时综合微波介电性能较好,此时陶瓷的ε_r=15.8,Q_f=21 361 GHz,τ_f=?3.8×10^?6/℃。通过X射线衍射仪、Raman光谱仪、扫描电子显微镜研究了微波介电性能变化的机理。Ca_0.45Cu_0.05(Na_0.5Bi_0.5)_0.5Mo O₄陶瓷与Al电极共烧结果显示有较好的相容性,表明Ca_0.95?xCu_...     

Nd2O3掺杂对BCZT陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备Ba0.92-xCa0.08Ndx(Zr0.18Ti0.815Y0.0025Mn0.0025)O3(BCZT-Nd,x=0、0.005、0.010、0.020)陶瓷,研究了Nd2O3掺杂对Ba0.92Ca0.08(Zr0.18Ti0.82)O3(BCZT)陶瓷结构及介电性能的影响。结果表明,不同含量Nd3+作为施主掺杂离子进入A位和含量均为0.25%(摩尔分数)的Mn2+和Y3+作为受主掺杂进入B位均能提高BCZT陶瓷的致密性,细化晶粒作用明显,所有样品均为单一的四方BaTiO3相结构。随Nd2O3掺杂量增加,BCZT-Nd陶瓷介电峰值温度Tm向低温方向移动,相变弥散程度增强,Nd3+含量≥0.005mol时即表现出明显的弛豫铁电体特征。     

钴离子取代对Ca5Mg4–xCox(VO4)6陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法制备低温烧结Ca₅Mg₄(VO₄)₆微波介质陶瓷,研究了Co掺杂取代Mg对微波介电性能的影响。结果表明:Co取代后样品形成了固溶体,导致烧结温度降低。当相对密度较低时,致密度主导着εr的变化;当相对密度较高时,εr主要受单位体积离子极化率的影响。此外,Co取代使得晶粒尺寸减小,进而促进了Q×f值的提升。由于τf与键能有着密切的联系,而V—O键的键能最大,τf随着V—O键键能的变化而改变。Ca5Mg4(VO₄)₆具有最佳的微波介电性能:εr=9.65,Q×f=54 685 GHz,τf=–55.3×10^–6℃^–1。     

Li(Al1-xBex)SiO4陶瓷的结构及微波介电性能

采用传统的固相反应法合成了Li(Al_1-xBe_x)SiO₄(x=0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷,为了确定Be²⁺进入晶格后所占据的位置,通过CASTEP提供的第一性原理的密度泛函理论计算了Be²⁺所占据的LiAlSiO₄(LAS)不同位置的缺陷形成能和体系总能量,结果表明,Be²⁺占据Al位的LAS体系能量最低,最稳定。探究Be²⁺取代Al³⁺对Li(Al_1-xBe_x)SiO₄(x=0.005,0.01,0.02,0.03)陶瓷的体密度、相组成、烧结特性、微观形貌和微波介电性能的影响。在掺杂Be²⁺之后,烧结温度从1300℃(x=0)降低到1225℃(x=0.03),同时显著提升了LAS陶瓷的品质因数(Q×f)值和谐振频率温度系数(τ_f),能有效降低其介电常数。Li(...     

SiO2载体对Cu/SiO2催化剂的影响

分别以硅溶胶、气相SiO2、介孔SBA-15分子筛为载体,采用共沉淀法制备了Cu/SiO2催化剂,含活性组分Cu质量分数为25%。运用BET、XRD、H2-TPR、NH3-TPD等对催化剂进行表征。结果表明:以硅溶胶和气相SiO2为载体制得催化剂的Cu物种分散性较差,以SBA-15为载体制得催化剂的Cu物种以高度分散的形式存在,且具有较大的比表面积,较低的还原温度和较大的酸量。     

Co2O3掺杂对(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3陶瓷结构与电性能的影响

采用传统固相法制备了(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3+xmol%Co3+(BNKT-xCo,x=0-8)无铅压电陶瓷,研究了Co2O3掺杂对BNKT陶瓷的显微结构与电学性能的影响。研究表明:适量的Co2O3掺杂促进了晶粒生长,纯BNKT陶瓷样品在介电温谱上有2个介电反常峰Td和Tm,Co2O3掺杂后使所有陶瓷样品的第一个介电反常峰Td消失,表明Co3+抑制铁电-反铁电相变。室温下样品的介电、铁电和压电性能表明Co2O3起硬性掺杂效应。当x=7时陶瓷样品电性能最佳,其中机械品质因子Qm=498,介电损耗tanδ=2.3%(1kHz),压电常数d33=103pC/N,平面机电耦合系数kp=27%。     

基片等离子处理对PTFE微波基板性能的影响

采用等离子处理对聚四氟乙烯(PTFE)基片进行表面处理,研究气体流量、放电功率、处理时间的变化对PTFE基片微观形貌和接触角的影响,进而研究对PTFE微波基板介质损耗、吸水率、剥离强度等综合性能的影响。实验结果表明,等离子体处理可以有效增加基片表面粗糙度,降低PTFE基片的接触角,提高其表面能,使覆铜箔层压板的铜箔与介质层之间结合强度提升,制备的PTFE微波基板的剥离强度可接近未处理之前剥离强度的3倍。     

近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球的制备及漆酶固定化

以自制近单分散、平均粒径约为250 nm的SiO2亚微球为核心,采用液相沉积法得到β-FeOOH/SiO2微球,再通过溶胶-凝胶法以β-FeOOH/SiO2微球为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应,焙烧后得到近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2微球,以复合微球为载体,对漆酶进行固定。结果表明,近单分散介孔SiO2/Fe3O4/SiO2复合微球的介孔层厚约40 nm,具有较大的饱和磁化强度(14.715 emu/g),较小的剩余矫顽力(约为109Oe),其比表面积为391.067 m2/g,孔容为0.53 cm3/g,孔径分别在5.43 nm和20～80 nm,呈现双孔径分布。复合微球吸附漆酶后,介孔材料的比表面积与孔容分别减小为103 m2/g和0.37 cm3/g,复合微球对漆酶的吸附量为202.6 mg/g。     

Ca3–xMgxYb2Ge3O12(0≤x≤3)石榴石的A位Rattling效应与微波介电性能

微波介质陶瓷是5G/6G通讯技术的关键基础材料,具有高品质因数(Q×f)、低介电常数(ε_r)以及近零谐振频率温度系数(τ_f)的材料已逐渐成为研究与开发的重点。通过固相反应法制备了系列Ca_3–xMg_xYb₂Ge₃O₁₂ (0≤x≤3)石榴石陶瓷。当0≤x≤2时,样品为正石榴石结构,相对介电常数ε_r逐渐从10.3增加至11.8,品质因数Q×f值逐渐从98 000 GHz降低到78 000 GHz,谐振频率温度系数τ_f在(-40～-56)×10^–6/℃之间波动。当22+进入A位,ε_r迅速增大(～13.5),Q×f值显著降低(～19 800 GHz),τ_f值则从负急剧转变为正(+70.5×10^–6/℃),可归之于A位Mg²⁺的Rattling效应以...     

结构优化的异质Ca(Mg1/3Ta2/3)O3/CaTiO3薄膜介电性能

采用Pechini方法,在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)基板上沉积了均质Ca(Mg1/3Ta2/3)O3 (CMT),CaTiO₃(CT)和堆叠次序不同以及摩尔比不同的异质Ca(Mg_1/3Ta_2/3)O₃/CaTiO₃(CMT/CT)薄膜。结果表明:以CT为底层的异质CMT/CT薄膜可以形成单一的钙钛矿结构,以CMT为底层的异质薄膜则有杂相产生。对于以CT为底层的不同摩尔比的异质CMT/CT薄膜,随着CMT含量的增加,异质薄膜中CT的衍射峰逐渐减小至消失,而CMT的结晶度变得更强,这说明以CT为缓冲层将有助于上层的CMT形成钙钛矿相。介电性能研究表明:异质CMT/CT薄膜的介电常数高度依赖于CMT的含量,而介电损耗不但与CMT含量有关,还与异质薄膜中界面数有关。当n(CMT):n(CT)=1:1 (摩尔比)时,异质的CMT/CT薄膜的介电常数和损耗分别为56和0.038。     

纳米Al2O3填充PTFE复合材料的制备及性能研究

通过机械搅拌和超声分散制备了纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。研究了Al2O3用量、表面改性等因素对复合材料密度、硬度、力学性能、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:当改性Al2O3的质量分数小于5%时,复合材料的拉伸强度、硬度要高于相同用量未改性Al2O3填充的复合材料;对改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了55倍和286倍,而对未改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了7倍和420倍;复合材料的密度与Al2O3的用量,表面是否经KH560改性关系不大;复合材料的摩擦因数随Al2O3用量的增加先减小后增大,对未改性Al2O3,当其质量分数为1%时,复合材料具有最低摩擦因数,而对于改性Al2O3,当其质量分数为3%时,复合材料具有最低摩擦因数。     

锰掺杂Bi0.5Na0.41K0.09TiO3+xMnO2陶瓷的电学性能

采用传统陶瓷工艺、按照Bi0.5Na0.41K0.09TiO3+xMnO2的配方进行称量,其中x=0、0.005、0.01、0.03、0.05,共5个组分,制备出了无铅压电陶瓷坯体,在其烧结温度下进行烧结,制备了新型压电陶瓷Bi0.5Na0.41K0.09TiO3+xMnO2,并研究了该体系陶瓷的电学性能,测试其压电常数(d33)、机电耦合系数(Kp)、机械品质因素(Qm)、介电常数(εr)、介质损耗Tanδ及其电滞回线,并分析掺杂量对其性能的影响。