氧化铝包覆SrTiO3纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料的制备与介电储能性能

目的 通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法 采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO3@Al2O3纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出聚偏氟乙烯(PVDF)电介质复合材料。系统地研究了SrTiO3纳米纤维填料表面包覆Al2O3对PVDF电介质复合材料界面极化、介电性能、储能性能的影响。结果 制备的一维纳米填料具有良好的核壳结构,其中芯层为SrTiO3,壳层为Al2O3, Al2O3包覆厚度为6 nm。低填充量下,一维核壳结构SrTiO3@Al2O3纳米纤维填料均匀地分散在PVDF基体中。在相同的体积分数填料填充下,SrTiO3@Al2O3纳米纤维/PVDF复合材料表现出更低的介电损耗和漏电流、更强的耐击穿场强、以及更高的储能密度和放电效率。SrTiO3@Al2O3纳米纤维/PVDF电介质复合材料的最大储能密度达到8.9 J/cm³。结论 Al2O3包覆层可以阻止SrTiO3纳米纤维填料在复合材料中的接触,减小Maxwell-Wagner-Sillars界面极化,降低漏电流,进而提高复合材料薄膜的击穿强度和储能性能。     

非线性填料掺杂的硅橡胶复合材料电学性能研究

近年来具有非线性介电或电导特性的复合材料在均化电场、抑制空间电荷方面展现出了优异性能和应用价值,为解决高电压输变电系统中电场分布不均与的问题提供了新的方案。为了获得具有理想非线性介电、电导特性的硅橡胶复合材料,本文选取钛酸锶钡(BST)和氧化锌(ZnO)两种典型的非线性纳米材料作为填料,高温硫化混炼硅橡胶作为基体,制备了硅橡胶复合材料,研究了其电学性能,,测试了样品的最高耐受场强以及样品在不同的直流外加场强下的介电和电导特性。结果显示非线性填料的掺杂有助于材料获得更高介电常数、更低的电导率和介电损耗,表明非线性复合材料在高压绝缘领域的具有很好的应用前景。     

α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

研究了α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料力学性能以及介电性能的影响,并且通过扫描电镜对复合材料的微观形貌进行了分析.结果表明,α-Al2O3填料的添加量对碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料的力学性能和介电性能均有显著的影响.随着α-Al2O3加入量的增大,复合材料的体积密度增大、相对介电常数逐渐增大、介电损耗逐渐减小.当α-Al2O3的加入量Np/Al(P/Al摩尔比)=0.8时,复合材料具有最大的弯曲强度,此时复合材料的相对介电常数为4.40,介电损耗为0.1196.     

α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

研究了α-Al2O3填料添加量对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料力学性能以及介电性能的影响,并且通过扫描电镜对复合材料的微观形貌进行了分析.结果表明,α-Al2O3填料的添加量对碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料的力学性能和介电性能均有显著的影响.随着α-Al2O3加入量的增大,复合材料的体积密度增大、相对介电常数逐渐增大、介电损耗逐渐减小.当α-Al2O3的加入量Np/Al(P/Al摩尔比)=0.8时,复合材料具有最大的弯曲强度,此时复合材料的相对介电常数为4.40,介电损耗为0.1196.     

基于铌酸银微纳颗粒的介电复合材料的储能性能EI北大核心CSCD

分别采用固相法和溶胶-退火法合成了AgNO_(3)颗粒(分别定义为Ag NO_(3)-1和Ag NO_(3)-2),使用多巴胺对该颗粒进行表面修饰后,再以此为填充物,与P(VDF-HFP)聚合物基体复合,制备不同AgNbO_(3)填料比的(Dop@AgNbO_(3))-P(VDF-HFP)复合材料。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪、阻抗分析仪和铁电工作站等表征了AgNO_(3)颗粒及其复合物的物相、微观结构,探究填料合成工艺及含量对复合材料介电及储能性能的影响规律。结果表明:同一种填料合成工艺下制备的(Dop@AgNbO_(3))-P(VDF-HFP)复合物,随着填料比增加,能量密度呈现先增加后减小的趋势,在填料比6%(体积分数)时获得最高储能密度。此外,在相同的填料比下,基于溶胶-退火法合成的Ag Nb O_(3)颗粒由于粒径较小,粒度分布较窄,比表面积较大,使得(Dop@AgNbO_(3)-2)-P(VDF-HFP)复合物的整体介电和储能性能优于(Dop@AgNbO_(3)-1)-P(VDF-HFP)复合材料。例如,6%(Dop@AgNbO_(3)-2)-P(VDF-HFP)复合材料在1 kHz时的介电常数为17.6,介电损耗小于0.05;在电场80k V/mm下的有效能量密度和效率分别为0.46J/cm^(3)和71.35%。     

非线性填料掺杂硅橡胶复合材料的电学性能

选取钛酸锶钡(BST)和氧化锌(Zn O)2种典型的非线性纳米材料作为填料,高温硫化混炼硅橡胶作为基体,制备了硅橡胶复合材料。研究了其电学性能,测试了样品的最高耐受场强以及样品在不同的直流外加场强下的介电和电导特性。结果显示,非线性填料的掺杂有助于材料获得更高介电常数、更高的电导率和更低的介电损耗,表明非线性复合材料在高压绝缘领域具有很好的应用前景。     

(Bi_(0.46)Na_(0.46)Ba_(0.06)La_(0.02))Zr_xTi_((1-x))O_3反铁电陶瓷介电性能及储能性能的研究

采用传统固相反应法制备无铅反铁电陶瓷材料(Bi0.46Na0.46Ba0.06La0.02)ZrxTi(1-x)O3(x=0,0.02,0.04,0.06),研究了材料的相结构、介电及储能性能。结果表明,随着Zr含量增加,晶粒尺寸逐渐减少,介电常数逐渐减少,储能密度先增加后减少。少量的Zr掺杂(x=0.02)可以大幅度提高陶瓷的储能密度。在60kV/cm的电场下,其储能密度由x=0的0.43 J/cm3提高到x=0.02的0.77 J/cm3,提高了近80%。     

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料研究进展

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料具有密度小、比模量高、低热膨胀系数、热稳定性和导热性能良好,以及耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀优良等一系列优点,成为了近年来金属基复合材料的研究热点。本文从反应体系、显微组织、力学性能和强化机制四个方面,综述了近年来原位合成TiC/Al复合材料的研究进展,指出了其存在的问题并展望了其发展趋势,以期为研究和开发原位合成颗粒增强铝基复合材料提供参考。     

铌酸盐微晶玻璃的晶化动力学及其储能性能的温度依赖性（英文）

采用熔融-淬冷法制备铌酸锶钡基微晶玻璃材料,研究晶化温度对铌酸锶钡微晶玻璃的显微组织、介电性能、击穿强度和储能密度的影响。微晶玻璃的晶化机理为一维界面晶体生长。结果表明:随着晶化温度的增加,材料的击穿强度明显增加。经900°C热处理得到的微晶玻璃具有最优的性能:击穿强度为1300 kV/cm,储能密度为2.8 J/cm3,其有望用于高储能密度电介质材料。     

PMMA/P(VDF-TrFE)共混体系的介电储电性能研究

制备了不同PMMA含量的PMMA/P(VDF-Tr FE)共混试样,研究了PMMA含量对共混试样介电和储能性能的影响。结果表明,非晶、低极性PMMA的稀释作用使共混物的结晶度降低、结晶尺寸减小,热焓、介电常数、极化值及储能密度均随之减小。此外,PMMA有效降低了P(VDF-Tr FE)的介电损耗,改善了材料释放电能的能力。含PMMA10%的淬火态试样具有相对高的储能密度和较低的能耗。     

颗粒增强镁基复合材料的研究现状及发展趋势

镁基复合材料具有密度低,比强度、比刚度和比模量高以及良好的耐磨和减震等性能,在航空航天和汽车领域应用广泛。本文总结了镁基复合材料在制备方法、组织结构和界面行为等方面的研究进展,指出了其中存在的不足,展望了今后研究和发展的方向。     

Zr掺杂改性(Bi0.5Na0.5)0.91Pr0.02Ba0.07TiO3无铅铁电陶瓷的储能行为研究

通过固相烧结法微量掺杂Zr到(Bi0.5Na0.5)0.91Pr0.02Ba0.07TiO3无铅铁电陶瓷,对其相结构、微观形貌、储能行为及介电行为进行了研究。所有的样品都形成了单一的钙钛矿相,晶粒细小均匀。Zr的掺杂有效地提高了击穿场强,掺杂量为0.03 mol时陶瓷在场强138 kV/cm下最大有效储能密度达到1.38 J/cm3,储能效率达到52.44%,同时显示了稳定的高温铁电特性,并获得了较大的介电常数1150且保持稳定。     

铝基复合材料的腐蚀与防护研究现状

对Cf/Al、SiC/Al、Al2O3/Al三种铝基复合材料的腐蚀研究现状和防护方法进行了讨论.Cf/Al复合材料以电偶腐蚀为主.SiC/Al 复合材料的腐蚀多发生在碳化硅纤维和铝基体的界面处,其原因是界面处的缝隙容易导致孔蚀和缝隙腐蚀,并最终可能造成表面剥层.Al2O3是绝缘体,与Al不存在电偶腐蚀,同SiC/Al和C/Al等相比具有更高的耐腐蚀性.目前提高铝基复合材料的防腐蚀性能的方法,主要包括铝基复合材料表面阳极氧化防护膜、表面化学钝化防护膜、其他表面涂镀层、增强体表面涂层、基体合金化等.最后展望铝基复合材料腐蚀与防护的研究和发展.     

铝基复合材料的制备和研究现状

因质轻密度小、热膨胀系数低、耐腐蚀、强度高、刚度大、高温强度及热稳定性好、耐磨耐疲劳等优点，铝基复合材料在工业上的应用越来越广泛。结合铝基复合材料的现状研究，对其增强体种类及特点、制备方法、界面问题与优化机制、主要应用领域等方面进行总结和讨论。     

SiC增强铝基复合材料焊接特性及其储能焊

分析了SiC增强铝基复合材料的焊接特性。讨论了SiC增强铝基复合材料熔化焊、钎焊和固相焊的研究现状。结合试验,重点探讨了SiC增强铝基复合材料储能焊,分析了储能焊焊接接头的金相组织,其焊接接头由熔核区、熔合区及热影响区组成。由于大的冷却速率使得熔核组织显著细化,具有快速凝固组织特征,表明储能焊可实现铝基复合材料的焊接,且具有独特的优点。     

Mg_2B_2O_(5W)增强铝基复合材料的研究进展

铝基复合材料因其比强度和比刚度高、耐磨性好、热膨胀系数低、质量轻等优点,已被广泛应用于航空航天、军事、汽车、体育和电子产品等领域。本文讨论了一种廉价硼酸镁晶须增强铝基复合材料的研究概况并提出其在今后的研究方向。近年来,科研人员主要从制备工艺、晶须表面改性以及热处理等方面对提高硼酸镁晶须增强铝基复合材料的综合性能进行了研究并取得了一定成果,硼酸镁晶须增强铝基复合材料未来会有广阔的应用前景。     

高导热金刚石/铜复合材料的导热研究进展

金刚石/铜复合材料具有密度低、热导率高及热膨胀系数可调等优点,且与新一代芯片具有良好的热匹配性能,因此其在高热流密度电子封装领域具有非常广泛的应用前景。然而由于金刚石与铜界面润湿性差,界面热阻高,导致材料热导率比铜还低,限制了其应用。为了改善其界面润湿性,国内外通过在金刚石表面金属化或对铜基体预合金化等手段来修饰复合材料界面,以提高金刚石/铜复合材料的热导率。本文综述了表面改性、导热模型相关的界面理论以及有限元模拟的研究进展,讨论了制备工艺、导热模型和未来发展的关键方向,总结了金刚石添加量、颗粒尺寸等制备参数对其微观组织结构和导热性能的影响规律。     

微-纳米SiC/聚丙烯复合材料的制备与力学性能

SiC具有优异的力学与功能性能,作为增强相,在复合材料领域具有广阔的应用前景.采用双螺杆挤出、注塑成型方法制备了微-纳米SiC/聚丙烯(PP)复合材料.分别采用硅烷(KH-550)和钛酸酯(NDZ-201)两种偶联剂对微米(10 ìm)和纳米(50 nm) SiC复合粉体进行表面处理,研究了偶联剂、SiC粉体粒度及添加量对SiC/PP复合材料的弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度的影响.结果表明,经KH-550/NDZ-201混合偶联剂改性的微-纳米SiC粉体共同增强PP材料的综合力学性能最好,其弯曲强度、冲击强度、弯曲模量、弹性模量和热变形温度比纯PP材料分别提高了40%,8.7%,141%,142%和33%.经钛酸酯改性的SiC/PP复合材料的力学性能优于硅烷和混合偶联剂(KH-550/NDZ-201)改性的SiC/PP复合材料.     

3-1型PZT/air复合材料与PZT/epoxy复合材料的对比研究

采用冷冻-成型工艺制备了具有一维定向孔结构的锆钛酸铅(PZT)陶瓷,即3-1型PZT/air复合材料;通过浸渍法向孔中填充环氧树脂(epoxy)制备了3-1型PZT/epoxy复合材料。对比了2组复合材料的压电常数(d33和d31)、介电系数(εr)、声阻抗(Z)、静水压优值(HFOM)以及抗压强度。结果表明,随着PZT体积分数的增加,2组复合材料的d33、εr和Z都会增加,并且PZT/air具有比PZT/epoxy高的压电以及介电性能。从应用角度看,PZT/epoxy具有比PZT/air低的Z和HFOM、但具有高得多的抗压强度。     

混合铝基复合材料的力学性能和耐磨性

混合金属基复合材料是重要的工程材料,因为他们比纯铝具有更低的密度、更高的比强度和更好的物理力学性能而广泛应用于汽车、航空航天等方面。研究了混合铝金属基复合材料的力学性能和磨损性能。通过搅拌铸造将云母和SiC颗粒加入到Al 356合金中。采用扫描电子显微镜(SEM)研究样品的显微组织,用能谱分析(EDX)其化学成分。结果表明,所制备的Al/10SiC?3云母复合材料具有较好的强度和硬度。增加复合材料中云母含量能提高复合材料的耐磨性。