新型可回收氮化硼/环氧树脂复合材料导热与介电性能研究

热固性环氧树脂因具有优异的导热性能与绝缘性能在电工装备领域得到广泛应用,由于其具有稳定的三维网络结构和不溶性,回收再利用存在挑战性。本文将不同质量分数的氮化硼（BN）加入到环氧（EP）/4-甲基六氢苯酐降解体系中,制备出高导热、高绝缘、可降解型BN/EP复合材料,并对BN/EP复合材料的导热性能、介电性能以及可降解性能进行研究。结果表明：以2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚作为催化剂,在乙二醇作用下该BN/EP复合材料可在200℃下实现常压降解。BN质量分数为15%的BN/EP复合材料热导率为0.335 W/(m·K),比纯EP树脂提高了34%;交流电气强度为101.7 kV/mm,比纯EP树脂提高了13%。BN/EP复合材料可经酯交换降解得到EP降解产物（EDP）,与EDP复合后,BN/EP复合材料的导热性能和电气强度基本保持不变。     

高介电复合材料及其介电性能的研究

研究了金属／铁电体／聚合物三元复合材料的介电常数和介电损耗。发现金属粒子的加入除了可以提高铁电体／聚合物复合材料的介电常数外，还可以非常明显地降低其介质损耗。金属／铁电体／聚合物三元复合材料是一种很有应用前景的高介电材料。     

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的介电性能研究

采用插层聚合法制备了环氧树脂(EP)／蒙脱土(MMT)纳米复合材料,用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究了该纳米复合材料的结构,并用阻抗分析仪等研究了其介电性能。结果表明：EP／MMT纳米复合材料的介电常数和介电损耗随有机蒙脱土质量分数的增加有一个最低值,介电常数随频率的升高而降低,纳米复合材料的介电损耗在高频阶段保持稳定。     

Fe_3O_4纳米颗粒/SU-8复合材料的磁电容特性

以Fe3O4纳米颗粒与SU-8光刻胶混合制备成复合材料,以一定形状的磨具制备出固定结构参数的平行板电容器结构,研究复合材料的磁电容效应及其影响因素。结果表明,复合材料的磁电容随纳米颗粒的浓度增大而增强,浓度为30wt%的Fe3O4纳米颗粒/SU-8复合材料在外加8kA/m(100Oe)磁场作用下介电常数和电容均增大了约10%,表现出显著的磁电容效应。同时,实验得到该复合材料的磁电容特性在周期磁场中有较好的可重复性,为开发基于磁性纳米颗粒的新型磁电容传感器研究提供研究基础。     

纳米填料对聚合物介电性能的影响

聚合物基纳米复合材料作为电介质和电气绝缘材料在电力电子技术领域有着广泛的应用前景。在综合国内外近年来公开发表的相关文献基础上,对无机纳米粒子的填充对聚合物材料在击穿强度、体积电阻率、介电性能以及耐电晕等方面的研究进展进行了评述,并指出今后研究的方向。     

环氧树脂/氮化硼微纳米复合材料的导热与电气绝缘性能研究

以环氧树脂(EP)为基体,采用行星共混法制备了不同质量分数的微米BN/EP复合材料(EPM)和纳米BN/EP复合材料(EPN),分析了BN微、纳米填料对复合材料导热性能和电气绝缘性能的影响及其机理。结果表明:相同的BN质量分数下,EPN比EPM具有更高的热导率。EPM和EPN的电气强度随BN质量分数的提高先增大后减小,在相同BN质量分数下,EPN比EPM具有更高的电气强度;EP、EPN以及EPM的介电常数(εr)和介质损耗因数(tanδ)均随温度的升高而增大;同一温度下,EPM和EPN的εr均大于EP,而tanδ均小于EP。在80℃以下,EPM和EPN与EP的电导率相差不大;而在80℃以上,EPM和EPN的电导率显著低于EP,并且相同BN质量分数的EPN电导率明显低于EPM。BN微纳米填料的填充可显著提高环氧树脂的导热性能和高温下的电气绝缘性能。     

氮化硼纳米片改性环氧树脂导热与介电性能的研究

越来越高的电热密度以及电力设备小型化的趋势需要电力设备的绝缘材料具备更好的导热性能.针对传统环氧树脂(epoxy,EP)导热率过低的缺陷,通过剥离六方氮化硼的方法制备了氮化硼纳米片(boron nitride nanosheet,BNNS),将其作为填料掺入环氧树脂得到了复合材料(EP-BN).测试结果证明,BNNS能...     

聚丙烯纳米复合材料的介电特性研究

目前电力系统中容性设备是占地面积较大的设备之一,随着柔性直流输电技术的发展,提高容性设备的储能密度、减小设备体积成为迫切需要解决的问题。提高电容器电介质储能密度的途径主要是提高相对介电常数和击穿场强,通过向有机聚合物基体掺杂无机纳米材料是电介质材料改性的方法之一。本文测试了不同氧化钛含量样品的相对介电常数和直流击穿场强,对比分析了纯聚丙烯样品和聚丙烯/氧化钛复合材料样品的陷阱参数。结果表明,氧化钛的掺杂会在复合材料中引入界面区,从而影响材料的介电特性。氧化钛质量分数为9%的样品相对介电常数最高,相对纯聚丙烯样品增大了23.95%;而氧化钛质量分数高于0.1%时,击穿场强则随氧化钛含量的增加而降低。     

高储能PVDF基纳米复合材料研究进展

随着电子技术的不断进步,目前商业化应用最为广泛的双向拉伸聚丙烯（BOPP）因其较小的储能密度已不能满足电子产品的要求。在众多可作为电介质薄膜的材料中,聚偏氟乙烯（PVDF）基纳米复合材料因其介电常数高、加工性能好等优点受到广泛关注。本文在介绍电介质复合材料理论模型的基础上系统综述了目前PVDF基纳米复合材料的主要制备策...     

聚合物基导热绝缘复合材料研究与应用进展

导热绝缘材料是保障微电子设备、电力装备工作效率和稳态运行必不可少的部分,但随着设备功率的提高,目前主流的硅基材料难以满足高集成技术、微电子封装、大功率电力装备等关键技术对材料导热、绝缘以及力学性能的要求,亟待开发下一代导热绝缘材料。聚合物基导热绝缘材料因其优异的绝缘、导热和机械延展等优异特性而被广泛关注,该文主要以聚合物基复合材料内部结构对导热、绝缘及力学性能的影响为基础,分析总结填料种类、含量、填料尺寸以及填料的复合网络对聚合物热导率的影响规律,并对复合材料的结构设计方法及在各领域的应用现状进行全面梳理与总结,为高导热绝缘复合材料的设计与性能优化提供指导,推动其规模化应用。     

氧化铝@钛酸铜钙/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)复合材料的制备与介电性能研究

采用水热法合成线型钛酸铜钙,并在其表面包覆一层氧化铝薄膜,以聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)作为基体,制备了纳米复合材料,研究了颗粒形貌和填充量对复合材料介电性能和储能性能的影响。结果表明:表面包覆氧化铝的线型钛酸铜钙在聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)基体中有较好的分散性,可以有效提高复合材料的介电常数,同时保持复合材料低的介质损耗;当表面包覆氧化铝的线型钛酸铜钙体积分数为5%时,复合材料的最大储能密度达到1.67 J/cm~3;线型钛酸铜钙制备的复合材料比颗粒状钛酸铜钙制备的复合材料具有更加优异的介电性能及储能性能。     

氮化硼纳米片/氢氧化镁/聚乙烯复合材料导热性能研究

以低密度聚乙烯(LDPE)为基体材料,选用氮化硼纳米片(BNNs)作为第一掺杂填料,选取氢氧化镁(Mg(OH)₂)作为第二填料,基于熔融共混法制备多填料结构绝缘复合材料,研究了常温常压下两种填料掺杂量对不同厚度的复合材料热导率的影响。结果表明：在多填料复合体系中,Mg(OH)₂会改变BNNs在基体中的取向度、连接度从而影响复合材料的热导率。3种试样厚度下高填量的Mg(OH)₂均会增强复合材料的轴向热导率。薄厚度下Mg(OH)₂的掺入不利于复合材料径向热导率的提升。较厚厚度下,适量的Mg(OH)₂能够增强复合材料的径向导热性能,当BNNs的质量分数为20%,Mg(OH)₂的质量分数为40%时,复合材料的热导率最高可达纯LDPE热导率的12倍。     

聚酰亚胺/纳米氧化钛复合薄膜的介电性能研究

采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料。通过透射电镜研究了纳米TiO2粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态,并在此基础上研究了纳米TiO2填加量对该复合材料介电性能的影响。结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料的体积电阻率和电气强度出现不同程度的劣化,并造成了介电常数和介质损耗因数的增加,但是材料的耐电晕性能显著增强,在12MV/m的电场强度下,纳米TiO2含量15%的PI薄膜的耐电晕寿命为纯PI薄膜的40多倍。     

氮化硼纳米片取向对环氧复合材料导热及绝缘性能的影响

在BN/环氧树脂混合料的固化过程中施加不同直流电场制备了纳米BN取向程度不同的环氧复合材料,研究不同电场强度对BN纳米片取向程度的影响,同时探讨BN纳米片取向程度对环氧复合材料热导率和电性能的影响。结果表明：随着直流电场强度的增大,BN纳米片的取向与电场方向更相近,环氧复合材料的热导率得到提升,介电常数和电导率增大。通过调控BN纳米片的分布取向,实现了环氧复合材料导热性能和绝缘性能的协同提升。     

复合电介质介电性能有限元仿真

以聚合物基体添加具有非线性填料非线性复合电介质为研究对象,利用编程实现填料颗粒在基料中随机分布和基于蒙特卡洛(MC)模拟的模型随机构建,并通过三维有限元数值分析软件求得不同电压激励下的响应电流.采用时域最小二乘法对仿真得到的总电流进行分解并获得材料的宏观介电参数与电场强度的关系.结果表明:填料在空间的随机分布导致复合材...     

电缆半导电层介电性能对电场分布的影响

用有限元法研究了电缆内外半导电层电阻率及介电常数对电缆电场分布的影响规律.研究表明,随着内半导电层介电常数的增加,电缆内部的最大场强增加,内屏蔽层的场强明显减小,较高的介电常数会引起电介质内电场分布的畸变,过低的介电常数会使半导电层处场强集中,进而可能引发树枝状放电;随着外半导电层电导率的增加,电缆外护层的场强及电压明显降低,这对减小高压电缆绕组电晕发生的概率有一定的指导意义.     

PI/AIN纳米复合薄膜结构与介电性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/氮化铝(PI/AlN)纳米复合薄膜,用小角散射(SAXS)、扫描电镜(SEM)对薄膜进行表征,研究了不同纳米掺杂量对材料电阻率、介电常数(ε)和介质损耗因数(tanδ)的影响.结果表明,随着纳米AlN含量的增加,分形结构由质量分形转变为表面分形,当AlN含量为1％时,复合薄膜的介电常数达到最低值,电阻率提高了一个数量级;介质损耗在低频范围内明显增加;AlN的掺杂提高了纳米复合薄膜的绝缘性能.     

聚四氟乙烯/纳米碳化硅改性复合材料的制备及其介电特性

以纳米碳化硅为填充剂,通过填充改性的方法制备了纳米碳化硅改性的聚四氟乙烯复合材料.通过扫描电镜观察复合材料的微观结构,以了解纳米碳化硅颗粒的粒度分布.测试复合材料的介电性能和体积电导率,结果表明,加入纳米碳化硅改性后,复合材料的介电常数、介质损耗因数、体积电导率随着改性剂添加量的增加而上升.分析复合材料的性能随改性剂添...     

二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈三元复合材料的介电性能

通过溶剂流延成膜法配合超声辅助分散制备一种二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈(TiO2/MWCNT/PEN)三组分复合材料薄膜。对纯PEN薄膜和TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜的脆断面形貌进行表征,对比分析了TiO2/PEN二组分复合材料薄膜、MWCNT/PEN二组分复合材料薄膜以及TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜在50 Hz~100 kHz频率内的介电性能。结果表明：超声分散技术使TiO2和MWCNT在PEN基体中分散均匀;同时加入20% TiO2和3% MWCNT的TiO2/MWCNT/PEN复合材料薄膜的介电常数达到26（50 Hz）,说明这两种填料对复合材料介电常数的提高有协同作用。     

环氧树脂纳米粘土复合材料研究进展

在27篇文献的基础上，对环氧树脂基纳米粘土复合材料的改性机理、制备方法、性能的影响因素以及该技术的研究进展进行综述。介绍了单体原位插层聚合法和溶液共混法等制备方法，指出影响复合材料性能的主要因素是粘土是否完全剥离，而影响剥离的因素有粘土的离子交换能力(CEC)、插层剂阳离子的链长及酸碱性、固化剂类型及固化反应温度等。同时对该技术的发展方向作出了预测。