聚酰亚胺/二氧化硅/二氧化钛纳米杂化膜的制备与性能分析

利用甲基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯作为杂化过程中制备SiO2、TiO2的前体,采用溶胶-凝胶法制得聚酰亚胺/SiO2/TiO2杂化薄膜。SEM分析显示无机纳米粒子均匀分散在聚酰亚胺基体中,并且随着无机组分含量的增加,纳米粒子尺寸增大,当TiO2含量为1wt%、SiO2含量达到12wt%时,无机粒子尺寸达到100nm左右。TG分析结果表明引入一定量的无机纳米粒子提高了薄膜的热分解温度。     

无机组分改性聚酰亚胺树脂基体的制备

选取聚酰亚胺作为有机树脂基体,用SiO2、Al2O3作为无机组分,通过其前驱体甲基三乙氧基硅烷和异丙醇铝在聚酰胺酸的N,N—二甲基乙酰胺溶液中进行溶胶-凝胶(Sol_gel)反应,制备了SiO2和Al2O3改性的聚酰亚胺树脂基体,为了考察树脂的性能,将其加热亚胺化成膜,采用红外光谱仪、热重分析仪、扫描电镜等对薄膜的化学结构、热性能、表面形态和电学性能进行表征。结果表明:杂化薄膜形成了有机相包裹无机相的结构,无机微粒比较均匀地分散在聚酰亚胺树脂基体中,粒径较大,树脂热性能好,电击穿性能有一定提高。     

纳米硅/铝氧化物杂化聚酰亚胺薄膜电性能研究

为了提高聚酰亚胺薄膜的电学性能,将纳米硅/铝氧化物掺杂到聚酰亚胺(PI)基体中,通过固定掺杂总量,调整纳米硅/铝氧化物的相对质量百分含量,制备出一系列的无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜。采用SEM(扫描电镜)表征了薄膜的表面形貌,对薄膜电气强度和耐电晕寿命进行了测试。结果表明:无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜与纯的聚酰亚胺薄膜相比其电性能大幅度提高。     

改性3-氨丙基三甲氧基硅烷对聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜性能的影响

用正硅酸乙酯(TEOS)和改性3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)作为无机前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)复合薄膜.采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对PI/SiO2纳米复合薄膜进行了表征,讨论了改性APTMOS的加入对PI/SiO2复合薄膜结构和耐电晕性能的影响.结果表明,改性APTMOS的加入明显降低了SiOO2粒子的团聚,并提高了PI/SiO2纳米复合薄膜的耐电晕性能.     

无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜的研究进展

无机纳米杂化聚酰亚胺复合薄膜因无机填料在聚合物基体中纳米尺度的分散以及与基体间强的化学结合而具有较常规聚酰亚胺薄膜材料更优异的力学性能、热稳定性能、高绝缘性能及耐电晕性能等.依据国内外聚酰亚胺纳米杂化薄膜材料的最新研究情况,重点综述了SiO2/Al2O3、SiO2/Ti2O3、SiO2、TiO2、Al2O3、SiC、MMT等纳米杂化聚酰亚胺薄膜的研究进展,表明其是一种性能优异、具有广泛应用前途的有机一无机纳米复合材料,但尚存在许多需进一步深入研究的问题.     

耐电晕PI/无机纳米氧化物复合薄膜设计及性能

采用热液法制备了纳米无机氧化物分散液,其中水解所需的水由醇缩水成醚反应提供.所得的MTES改性的纳米氧化铝与聚酰亚胺复合制成杂化聚酰亚胺复合薄膜(PI/Al2O3 - SiO2),另外还制备了未改性的纳米氧化铝杂化聚酰亚胺复合薄膜(PI/Al2O3),在试样厚度均为25 μm的情况下,采用双极性脉冲方波电压、峰-峰值2500V、频率20 kHz、占空比50％、测试温度155℃的条件下,分别测试上述两种薄膜以及Kapton 100 CR薄膜的耐电晕时间,结果表明,PI/Al2O3 - SiO2薄膜的耐电晕寿命最长,是Kapton 100 CR薄膜的6倍以上,是PI/Al2O3薄膜的12倍以上.由SEM的测试结果分析表明,PI/Al2O3 - SiO2薄膜中的无机纳米复合结构可以更有效地保护PI基体,从而提高材料的耐电晕性.     

纳米二氧化硅/聚酰亚胺耐电晕薄膜的研究

通过超声机械混合方法制备纳米二氧化硅／聚酰亚胺复合耐电晕薄膜，并对其耐电晕性进行测量。用红外光谱(IR)和原子力显微镜(AFM)观察无机纳米粒子的分散情况及其电晕前后变化。结果表明：纳米二氧化硅／聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性比普通的聚酰亚胺薄膜高。     

聚酰亚胺/氧化铝复合薄膜耐电晕性能研究

采用逐层流延铺膜及热亚胺化法制备了掺杂层纳米氧化铝含量不同的聚酰亚胺/氧化铝(PI/Al_2O_3)三层复合薄膜。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪对复合薄膜进行表征,并对复合薄膜的力学性能、热稳定性及耐电晕性能进行测试。结果表明:复合薄膜具有明显的三层结构,掺杂层中纳米Al_2O_3颗粒分散均匀,纳米Al_2O_3的加入会降低PI基体的排列有序度。加入纳米Al_2O_3颗粒后PI/Al_2O_3三层复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,热稳定性和耐电晕性能提高。当掺杂层无机含量为16%时,PI/Al_2O_3三层复合薄膜的耐电晕时间比纯PI薄膜提高了48倍。     

耐高温无色透明聚酰亚胺/SiO_2纳米复合薄膜的合成及性能研究

通过采用硅烷偶联剂连接于独特设计的PI高分子主链,再原位接枝SiO_2纳米粒子的方法,制备了一种耐高温光学透明的半芳香型聚酰亚胺(PI)/SiO_2复合薄膜。结果表明:该PI/SiO_2复合薄膜中的SiO_2在较高的含量下仍能保持良好的分散性。经410℃退火后,PI/SiO_2复合薄膜仍能保持优良的光学性能和热稳定性,其热分解温度(Td)(0.1%失重)高于420℃,玻璃化转变温度(Tg)高于350℃,热膨胀系数与无机玻璃相当。     

潮湿环境下聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜表面电荷及击穿特性研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/Al_2O_3纳米复合薄膜,将薄膜分别浸泡于高纯水中12、24、48、72、96、120、144、168 h,分析脉冲电压作用下浸水聚酰亚胺纳米复合薄膜的吸水性能和表面电荷分布动态特性,研究潮湿环境下聚酰亚胺/Al2O3纳米复合薄膜的绝缘破坏特性。结果表明:纳米复合薄膜的吸水率大于纯聚酰亚胺薄膜。与未添加纳米粒子的薄膜相比,浸水后纳米复合薄膜的表面电荷消散速度更快,击穿电压更低。由于吸水特性的影响,工作于潮湿环境中的纳米复合聚酰亚胺薄膜的耐击穿性会低于纯聚酰亚胺薄膜。     

混合动力电动车用高效双向直流变换器的设计

针对传统以蓄电池为动力的电动车存在的问题,提出以超级电容加双向DC-DC变换器为辅助动力源的方案。该方案在弥补蓄电池缺陷的同时,提高了整个系统的能源利用效率,并增加了电动车的续驶里程。在简要介绍了超级电容储能系统的基础上,主要研究和设计了系统中的核心部件—双向DC-DC变换器,分析了双向DC-DC变换器的工作模式和控制策略,并对双向变换器进行了软开关分析。Matlab仿真所得的相应波形验证了方案的有效性。     

Sn/O/H/N/C/Cl系统中锡的氧化动力学研究

控制燃煤锅炉中Sn的排放已经越来越被环境学界所关注。已有数据表明气相排放的和残留在飞灰中的Sn的变化范围很大,引起这种变化的原因还不清楚。在尾部烟道附近,Sn以元素态和二价氧化物蒸汽形式存在,已知水溶性二价锡氧化物更容易从烟气中脱除。为了更好地控制Sn的排放,必须了解燃烧过程中Sn的反应产物以及各浓度与时间的关系,即Sn的反应动力学机制,该文首次采用量子化学经典过渡态理论的方法研究了烟气中痕量元素锡的关键基元反应动力学参数,继而提出了Sn/O/H/N/C/Cl系统的氧化动力学模型。在典型的反应温度和组分浓度下进行了动力学的数值模拟,并通过敏感性分析找到了影响系统反应速率最重要的基元反应。     

Ferroelectric behaviors of sandwich structured PbZr0.52 Ti0.48O3/Pb(Mg1/3Ta2/3)0.7Ti0.3O3/PbZr0.52Ti0.48O3 thin film

Sandwich structured PbZr_0.52Ti_0.48O₃/Pb(Mg_1/3 Ta_2/3)_0.7Ti_0.3O₃/PbZr_0.52Ti_0.48O₃ (PZT/PMTT/PZT) thin films have been successfully synthesized via a combined route involving sol-gel and RF magnetron sputtering. Insertion of the PMTT interlayer effectively suppressed formation of the heterogeneous “rosette” structure of PZT thin film when deposited onto Pt/Ti/SiO₂/Si substrate. While both remanent polarization and coercive field were lowered for the sandwich structured films, the coercive field was reduced more significantly. Such sandwich structured films exhibit improved fatigue behavior and the relative permittivity can not be simply described as a series connection of individual components of perovskite layers.     

层状正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2-xClx的合成及性能

以溶胶-凝胶法制备氯阴离子掺杂型正极材料LiNi1/3 Co1/3Mn1/3 O2-xClx(x=0、0.05、0.10和0.15).用TG/DTG测试分析了材料的相形成过程.XRD分析结果表明:在空气气氛中以850℃煅烧20 h制备的材料,具有良好的六方单相层状结构.电化学性能测试结果表明:掺杂抑制了高电压区域的相变过程,提高了材料的可逆性;x=0.10的样品具有良好的循环性能和倍率性能,在2.0～4.6V循环,0.15 C、1.00 C首次放电比容量分别为198.7 mAh/g、166.4 mAh/g,第25次0.15 C循环的放电比容量为197.9 mAh/g.     

用于多表集抄系统的自适应M-BUS主机电路设计

针对国家电网的电、水、气、热多表集抄,提出了一种自适应的MBUS主机电路,通过调整LDO的反馈电阻来实现对M-BUS总线电平的控制,使用电容来采样、锁存总线电流数值,自动适应外部总线电流的变化,从而完成对从机数据的收发。文中详细阐述了主机电路的收发原理,并结合实际应用的特点,实现了与主控电路的光电隔离。现场应用表明,该电路抗干扰能力强、可靠性高、带负载能力强。     

锂离子电池高镍三元正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2的改性研究进展

新能源产业的快速发展对储能材料与器件的综合性能提出了更高的要求。锂离子电池正极材料,尤其是高镍三元材料（LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂）具有高能量密度、高工作电压及优异的化学稳定性等特点,因而被认为是下一代动力电池商业化正极材料的优越选择。系统总结了高镍三元材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂的优势并指出了其亟待解决的问题;在此基础上,综述了其各类改性方法,包括各类阴阳离子掺杂、表面包覆、浓度梯度材料设计以及石墨烯复合等方法;最后对其发展方向及商业化应用进行了展望。