钛酸钡/聚苯醚/聚苯乙烯复合材料的力学性能及介电性能

采用熔融共混法制备了钛酸钡/聚苯醚(PPE)/聚苯乙烯(PS)复合材料,研究了钛酸钡含量对复合材料力学性能及介电性能的影响.结果表明,随着钛酸钡含量的增加,复合材料的密度逐渐增大,拉伸强度逐渐升高,断裂伸长率逐渐下降,弯曲强度和弯曲模量逐渐升高;介电性能也是逐渐增加,当钛酸钡含量为50份时,介电常数达到5.69.     

钛酸钡形貌对聚偏氟乙烯基复合材料介电性能的影响

采用静电纺丝法制备钛酸钡纤维(BT NFs),将BT NFs和钛酸钡粒子(BT NPs)分别与聚偏氟乙烯(PVDF)溶液共混制备PVDF基复合材料。对钛酸钡填料的结构形貌进行表征,并对比研究钛酸钡形貌对复合材料介电性能的影响。结果表明:BT NPs和BT NFs均为立方相结构,相较于BT NPs,BT NFs在PVDF中分散性更好,对复合材料的介电常数提升更明显,在频率为100Hz时,BT NFs/PVDF的介电常数为26.2,比纯PVDF和BT NPs/PVDF分别提高194%和55%,且低频下BT NFs/PVDF的介电损耗低于BT NPs/PVDF复合材料。     

聚苯乙烯/氧化石墨烯复合材料的制备及介电性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),与含有聚苯乙烯(PS)微球的乳液共混得到PS/GO复合材料。对产物的结构形态进行表征,并研究了GO含量对复合材料介电性能的影响。结果表明:GO带有大量官能团,呈薄片状结构,与PS微球共混后粘附在微球表面;随着GO含量的增加,复合材料的介电常数增大,当GO含量为5wt%,100Hz时复合材料介电常数达到22.23,是纯PS的5倍,介电损耗始终保持在较低水平。     

GO-SHS/EP复合材料的力学和介电性能

本文采用改进的Hummer’s法制备氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),通过软模板法合成SiO₂空心球(Silica Hollow Sphere,SHS),将SHS附着在改性GO表面制备GO-SHS复合物,随后将GO-SHS复合物引入环氧树脂(Epoxy,EP)基体中制备GO-SHS/EP复合材料。结果表明,在GO-SHS/EP复合材料的最佳冲击和弯曲强度达到14.8kJ·m^-2和112.3MPa,与纯EP相比,分别提高了196%和35.3%;在10³Hz时,GO-SHS/EP复合材料介电常数和介电损耗分别为3.31和0.008。     

RGO的制备及其对PMMA/RGO复合材料介电性能的影响

以氧化还原法为基础制备了两种非改性的还原氧化石墨烯(RGO):水合肼还原制备的RGO(RGO–N)和水合肼还原后真空退火制备的RGO(RGO–V),之后以这两种RGO和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料通过简单溶液复合法制备了PMMA/RGO复合材料。通过透射电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对两种RGO的形貌和结构进行了表征。结果表明,这两种RGO都为单层或少数几层的片状结构,其中RGO–V的导电性高于RGO–N,且其厚度低于RGO–N。通过扫描电子显微镜对PMMA/RGO复合材料的断面形貌进行了表征,发现RGO能均匀地分散在PMMA中并且与PMMA有明显的界面相互作用。进一步研究了不同RGO含量下制备的PMMA/RGO复合材料介电性能的变化。结果表明,两种RGO均能提高复合材料的介电常数;且随着RGO含量的增加,复合材料的介电常数明显增大,而介电损耗变化不大。在室温及1 000 Hz下,当RGO–V体积分数为2.75%时,PMMA/RGO–V复合材料的介电常数为20.5,是纯PMMA的的5倍,是相同RGO含量下PMMA/RGO–N复合材料的2.5倍,而介电损耗仅为0.80。     

CNT-MF/硅橡胶泡沫复合材料的制备及介电性能

以碳纳米管(CNT)作为核,密胺树脂(MF)作为壳,苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,原位聚合制备微胶囊化碳纳米管(CNT-MF),并将包覆后的碳纳米管作为填料添加到硅橡胶泡沫中,制备了CNT-MF/硅橡胶泡沫复合材料。探讨了核/壳质量比对微胶囊化碳纳米管的包覆效果的影响,同时研究了微胶囊化碳纳米管用量对硅橡胶泡沫泡孔结构和介电性能的影响。结果表明,微胶囊化碳纳米管的加入有利于提高复合材料的泡孔结构,大泡孔的存在和泡孔面积有利于材料介电性能的提高。当核/壳质量比为1∶10的微胶囊化碳纳米管添加量为15 phr时,复合材料介电性能表现最佳,此时复合材料在1 kHz的介电常数为26.34,介电损耗仅为0.013 6。     

GB/HDPE复合材料拉伸性能及介电性能研究

采用小粒径玻璃微珠（GB）与HDPE熔融共混,研究了玻璃微珠用量及表面处理对复合材料拉伸性能及介电性能的影响。研究结果表明,无论玻璃微珠表面处理与否,GB／HDPE复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量均随着玻璃微珠用量的增加而增大;经过偶联剂KH550和EB151处理的玻璃微珠与HDPE复合后,拉伸强度和拉伸弹性模量有一定的提高。复合材料的介电常数随玻璃微珠用量增加呈现增大的趋势,经过改性的复合材料的介电常数比未经改性的有所增加,而玻璃微珠的添加和界面改性对介电损耗的影响不大。     

SiO2粒径对环氧树脂复合材料介电性能的影响

将不同粒径的SiO2微球与环氧树脂复合,制备用于直流特高压关键设备的高性能环氧绝缘复合材料,分析了其体积电阻率、介电常数与损耗,考察了SiO2微球对复合材料主要电气性能的影响;通过扫描电镜、动态热分析SiO2微球与环氧树脂的界面作用. 结果表明,不同粒径的SiO2微球均对环氧树脂复合材料性能有改善作用,添加100 nm SiO2的复合材料提升效果最显著,体积电阻率从1.87′1017 W×cm提至3.24′1017 W×cm,介电常数实部从10.99降至4.92,玻璃化转变温度从104.9℃升至106.4℃,这是因为100 nm SiO2微球表面吸附水分少、与树脂作用力强.     

钛酸钡纳米复合材料制备与性能研究

对钛酸钡颗粒进行羟基化和巯基官能化处理,将纳米银粒子成功接枝到钛酸钡颗粒表面制备了x Ag@BT颗粒(x为银质量分数,BT为钛酸钡),并用溶液共混法制备了Ag@BT/PVDF纳米复合材料(PVDF为聚偏氟乙烯)。结果表明,x Ag@BT颗粒为具有草莓结构的纳米颗粒,尺寸为2~16 nm的银粒子成功装饰在钛酸钡颗粒表面;纳米银粒子的引入可以降低复合材料在低频下的介电损耗和电导率,且当纳米银粒子质量分数为1.0%时复合材料的特征击穿强度达到最大值;与传统BT/PVDF纳米复合材料相比,1.0%Ag@BT/PVDF纳米复合材料具有更优良的电性能。     

球磨时间对钛酸钡介电性能的影响

通过改变混料的秩序以及采用沉降、水煮损耗、温度特性、电导率和化学分析等测试手段，研究了制备钛酸钡的球磨工艺中球磨时间对钛酸钡粉体均匀性及钛酸钡介电性能的影响。研究结果表明：采用不同的球磨时间制得的钛酸钡性能差别较大，球磨时间达12小时时，能减少球磨引起的团聚，极大地改善了固相合成BaTiO3粉体均匀性，并最终提高了钛酸钡的介电性能。     

MWCNTs/PP多层复合膜的结构及介电性能

将不同含量多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚丙烯(PP)薄膜,通过热压叠层复合的方法制备了MWCNTs/PP多层复合膜。利用扫描电子显微镜(SEM)和电感电容电阻测试仪(LCR)研究了MWCNTs含量和多层结构对MWCNTs/PP多层复合膜介电性能的影响。结果表明:随着MWCNTs含量和复合层数的增加,低频下介电常数得到明显提高,介电损耗增加趋缓。结合微结构的表征结果,建立了微结构-介电性能之间的关系,导电层和绝缘层的交替结构使得MWCNTs/PP多层复合膜的介电常数显著提高,介电损耗仅有微小增加。     

QW220/5284RTM复合材料的介电性能研究

采用RTM工艺制备了四种不同纤维体积含量的石英纤维增强环氧树脂基复合材料层板。研究了温度、吸湿、频率、纤维体积分数和后固化等因素对该复合材料体系介电性能的影响。结果表明,在30~150℃温度范围内,QW220/5284RTM复合材料的介电常数和介电损耗均随温度升高而增大;纤维体积分数为53%时,该复合材料体系的饱和吸湿率较低,约为0.44%,吸水后,介电常数和介电损耗都有一定程度的增加;室温下,7~18GHz频率范围内,该复合材料体系的介电常数和介电损耗随频率改变没有表现出明显和规律的变化;该复合材料体系的介电常数和介电损耗随着纤维体积分数的提高而分别增大和减小;后固化使该复合材料体系的介电常数和介电损耗均减小。QW220/5284RTM复合材料具有良好的介电性能,且介电性能具有较好的耐环境特性,可用于飞机透波结构。     

玻璃纤维／环氧树脂基复合材料界面介电性能的研究

本文研究了五种偶联剂对玻璃纤维／环氧基复合材料界面介电性能的影响。结果表明,玻璃纤维经偶联剂处理后,其浸润活化能降低,从而提高了玻璃纤维／环氧基复合材料界面的介电性能,其提高的幅度大小与偶联剂的极性及化学结构有关。本文还研究了温度和水煮时间对五种偶联剂处理前后的玻璃纤维／环氧基复合材料界面介电性能的影响。结果表明,其影响的强度与界面的极化强度成正比。     

改性炭黑对复合材料介电性能的影响

为提高复合材料的介电性能,采用硅烷偶联剂KH550对炭黑表面进行改性,并与聚偏氟乙烯、钛酸钡制成复合材料,研究了复合材料介电性能.结果表明,硅烷偶联剂KH550改变了炭黑表面结构,使炭黑/聚偏氟乙烯复合材料的介电常数在104 Hz时提高了15％以上,填充钛酸钡后介电常数进一步增加,介电损耗可控制在较低的范围.     

聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料制备与研究

设计并制备了新型聚偏氟乙烯(PVDF)/钛酸钡(BaTiO3)复合材料,研究了复合材料的结构与性能。结果表明:PVDF有双熔融峰现象;改性前复合材料结晶度随BaTiO3含量增加而降低,改性后则升高;PVDF的β晶型成核与BaTiO3存在有关,与BaTiO3含量无关;改性前,复合材料的介电常数(高频下)与纯PVDF的相比,提高了83.05%,介电损耗也降低了,改性后,介电常数随BaTiO3含量增大逐渐升高,最大值为66.12。     

低吸潮率石英纤维复合材料的制备及其高温无氧的介电性能

通过液相浸渍法改性取代材料表面的亲水性硅羟基,形成表面具有疏水性硅甲基的石英纤维复合材料,通过调整反应时间及对防潮性能的分析,确定了最佳工艺。并对其高温无氧条件下的残碳对材料介电性能的影响进行了研究。利用红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对材料进行了表征,采用短路波导法对材料Ku波段的介电性能进行数据分析。研究结果表明,改性后的石英纤维复合材料具有优异的防潮性能,吸潮率从改性前的6%降低至0.4%以下,且改性后材料在不高于1400℃的高温无氧条件下的介电常数变化小于0.05,损耗角正切小于0.008。     

热固性树脂/炭黑复合材料的微波介电性能

将导电性能良好的乙炔炭黑加入环氧树脂和双马来酰亚胺两种树脂体系中,研究了炭黑对它们的微波介电性能和力学性能的影响。研究表明,填充少量乙炔炭黑（≤３质量份）可明显提高环氧村脂和双马来酰亚胺树脂的复介电系数和介电损耗,而弯曲强度略有下降。     

GB/PP复合材料拉伸性能与介电性能的研究

采用小粒径玻璃微珠(OB)与聚丙烯(PP)熔融共混,研究了GB含量及表面处理对复合材料拉伸性能及介电性能的影响。研究结果表明,与未经表面改性的GB相比,经过偶联剂KH-550和EB-151处理的GB与PP复合后,其拉伸性能得到明显改善;且当GB含量为20%时,经过KH-550处理的GB/PP复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和拉伸弹性模量比纯PP的分别提高了8.7%、109.6%和187.0%;复合材料的介电常数随GB含量的增加呈现增大的趋势,经过改性的复合材料的介电常数比未经改性的有所增加,而GB的含量和界面改性对介电损耗的影响不大。     

溶胶包裹钛酸钡陶瓷的制备及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、乙酸钡和乙醇为原料,分别以Fe（NO3）·39H2O和La（NO3）·36H2O为Fe3＋和La3＋源制备掺杂BaTiO3溶胶,用（Ba0.97La0.02）（Ti0.97Fe0.04）O3溶胶包裹BaTiO3纳米粉体,采用不同的烧结工艺制备了溶胶包裹BaTiO3陶瓷。用XRD、SEM等手段对组成和微观结构进行分析,用LCR测深仪测试陶瓷的介电性能。1kHz测试频率下,用（Ba0.97La0.02）（Ti0.97Fe0.04）O3溶胶包裹BaTiO3纳米粉体,可以在1260℃烧结温度下获得高致密的BaTiO3陶瓷,获得了最大介电系数为3610,容量变化率约为7%,介电损耗值范围在2.1%～3%之间的掺杂BaTiO3陶瓷。     

聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料的制备与研究

受功能梯度材料设计理念的启发,采用聚合物微纳层叠共挤装置,提出了交替多层介电复合材料的假设,设计了(聚偏氟乙烯/钛酸钡)(PVDF/BaTiO3)/PVDF交替多层介电复合材料,研究了复合材料的结构和性能。结果表明,复合材料中PVDF以α、β两种晶型共存;随着BaTiO3含量的增加,体系的结晶度逐渐降低;介电常数先增大后减小,在BaTiO3质量分数为7.5%时,介电常数达到最大61.43 F/m(25℃,1 MHz);介电损耗因数先减小后增大,但介电损耗因数都小于0.1。因此,利用微纳多层共挤技术,设计的交替多层介电复合材料满足要求。