高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料

太赫兹(THz)技术因其在高速无线通信、无损成像、光谱检测等领域的应用价值而备受关注，然而能高效调制太赫兹波的材料仍亟需开发。由周期性亚波长结构组成的超材料可精确地调控电磁波的振幅、相位和偏振，为设计超紧凑和高性能太赫兹器件提供了新的机遇。太赫兹超材料可通过改变谐振模态进而调控太赫兹波，但米氏共振等常用模态由于较低的谐振强度导致调控效率有限。Fano谐振具有更强的谐振强度，且对外界介电环境十分敏感，可极大提高太赫兹波的调控效率和灵敏度。基于泵浦光激发高阻硅中非平衡载流子的机制，设计并实验验证了一种高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料。结果表明：通过近红外激光泵浦控制高阻硅的电导率，可以实现Fano谐振强度的有效调控，调制率可达到87%，比同一结构上Mie式电偶极谐振的调制效率提高了70%，实现了对太赫兹波的高效调控。制备方法简单、调制效果明显，可通过改变超材料样品尺寸灵活设计工作频段，为太赫兹波段的高性能调控器件提供了一种可行的设计思路和方法。     

炭黑对过氧化物交联聚乙烯性能影响的研究

以低密度聚乙烯为基料,炭黑、过氧化二异丙苯和抗氧剂为助剂,制备出了不同炭黑含量的过氧化物交联聚乙烯(XLPE)绝缘材料,并对该材料的力学性能、热老化性能、耐候性能、绝缘性能等多项性能进行了分析和测试,评价了炭黑对XLPE绝缘材料综合性能的影响。研究结果表明,随着炭黑含量的增加(0~2.5%),XLPE力学性能变化不大,耐候性能迅速增强,介电击穿强度和体积电阻率逐渐下降,介电常数和介电损耗不断增大。当炭黑含量为1.8%时,绝缘性能和耐候性能达到最佳平衡。研究还发现,炭黑和某些含硫酚类抗氧剂复配使用时,对过氧化物交联聚乙烯的耐高温热老化性能有明显促进作用。     

过氧化物交联聚乙烯的力学性能研究

采用过氧化物交联方法研究了交联聚乙烯的工艺、配方和性能，探讨了过氧化物用量对材料力学性能及凝胶含量的影响，以及炭黑、氧化锌、抗氧剂对材料性能的影响。结果表明，过氧化物交联聚乙烯的力学性能有一定的提高，随着DCP含量的增加，交联PE的凝胶含量提高，而随着凝胶含量的提高，交联PE的拉伸强度提高，断裂伸长率下降；炭黑对材料有一定的补强作用，氧化锌的加入有助于交联反应和拉伸强度的提高。     

面向6G应用的超低介电常数定向通孔Al2O3陶瓷

为了满足6G太赫兹频段低时延通信技术的要求，采用冷冻干燥法制备了具有超低介电常数的定向通孔结构多孔氧化铝陶瓷。研究不同部位样品的结构与性能关系，以及固相含量对微观形貌、力学性能、太赫兹光学和介电性能的影响。获得具有高气孔率(68.9%～81.0%)、高抗压强度(17.6～87.8 MPa)的多孔氧化铝陶瓷，在1 THz下具有超低的折射率(1.38～1.63)、吸收系数(～2.5 cm^-1)、介电常数(1.90～2.67)和介电损耗(～0.008)。定向通孔结构在与气孔平行的方向具有高抗压强度，其特殊的结构在太赫兹波导和天线基板等方面有重要的潜在应用价值。     

抗氧化剂DLTP对聚乙烯太赫兹光谱学性质的影响

采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统测量研究了高密度聚乙烯(HDPE)的光谱学性质,研究发现高温氧化将导致HDPE产生极性基团,从而在THz波段的吸收显著增强,折射率增大。因此可以采用太赫兹光谱测量的方法来对材料进行氧化检测。     

高密度聚乙烯导电塑料的性能研究

研究了导电炭黑的品种、含量和炭黑并用对高密度聚乙烯性能的影响。以脉动态硫化对改善ＨＤＰＥ／导电炭黑复合材料物性的影响。结果表明，炭黑并用能有效降低生产成本，而且保持了材料的性能，ＨＧ－４型电导炭黑填充ＨＤＰＥ具有很好的导电性，动态硫化法可以克服复合材料物性差的弱点，并能保持改性材料的高导电性；在ＨＧ－４型炭黑含量为７份时，材料的拉伸强度为１３ＭＰａ，断裂伸长率为３５０％，体积电阻率为２．１Ω·ｍ。     

导电硅橡胶的拉敏特性及导电机理研究

研制了炭黑填充的导电硅橡胶。对炭黑填充的导电硅橡胶的电阻随炭黑含量及拉力变化的特性进行了详细研究，并确定了最佳炭黑含量，同时对其电阻值的弛豫过程及其电阻随拉力的变化关系等实验结果作出比较合理的理论模型解释。     

新型交联聚醚酰亚胺电介质的制备及储能特性

以4,4’-二氨基二苯醚（ODA）、4,4’-联苯醚二酐（ODPA）为单体，2,4,6-三氨基嘧啶（TAP）为交联剂制备了具有交联结构的新型聚醚酰亚胺电介质材料。采用FTIR、XRD、AFM、SEM对样品进行了表征，通过宽频介电阻抗谱仪、介电击穿强度测试仪、铁电分析仪测试了样品的介电性能、介电击穿强度、铁电性。结果表明，随着TAP含量（以ODA和ODPA的总质量计，下同）的增加，交联聚醚酰亚胺介电常数降低，而击穿强度逐渐增大，当TAP含量为2.0%时，制备的交联聚醚酰亚胺的击穿强度为399.4 MV/m，比非交联聚醚酰亚胺提高了23.3%。此外，交联结构还能够抑制聚醚酰亚胺的内部极化损耗和弛豫损耗，改善其在高温下的高放电能量密度和充放电效率。     

过氧化物交联低密度聚乙烯电缆护套料的研究

采用过氧化物交联研究了工艺、配方对交联聚乙烯结构、性能的影响。探讨了过氧化物用量对交联聚乙烯凝胶含量的影响,以及凝胶含量与材料力学性能的关系。结果表明:过氧化物交联聚乙烯的力学性能、耐热性能都有显著提高。随着过氧化二异丙苯用量的增加,凝胶含量和拉伸强度增加,断裂伸长率下降。炭黑对材料有补强作用,但会导致凝胶含量下降。加入一定量的氧化锌有助于交联反应和拉伸强度的提高。抗氧剂1010的加入可以有效地抑制加工过程中的氧化降解,同时提高材料的热老化保持率。     

HDPE／炭黑导电复合材料的改性

本文研究了导电炭黑的品种、含量及其对高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）性能的影响，以及动态硫化对改善ＨＤＰＥ／导电炭黑复合材料物性的贡献。结果表明，ＨＧ－４型导电炭黑填充ＨＤＰＥ具有很好的导电性，复合材料力学性能较差；ＡＣＥＴ炭黑导电性较差，复合材料力学性能最好。炭黑并用能有效地降低生产成本，而且保持了材料的性能。动态硫化法可以克服复合材料物性差的弱点，并能保持改性材料的高导电性。在ＨＧ－４型炭黑含量为７份时，材料的拉伸强度１３ＭＰａ，断裂伸长率３５０％，体积电阻率为２．１Ω·ｃｍ。     

PP/POE/CB半导电屏蔽复合材料的制备和性能

研究了导电炭黑含量和聚乙烯-辛烯弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的加入对热塑性半导电屏蔽材料,即聚丙烯烯/聚乙烯-辛烯弹性体/炭黑(PP/POE/CB)复合体系的体积电阻率和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)分析了POE-g-MAH的加入对PP基热塑性半导电屏蔽复合材料断面形貌的影响。利用转矩流变仪对复合材料的流变性能进行了研究。结果表明,PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料的逾渗现象与炭黑粒子在聚合物基体中的分布状态有关,POE-g-MAH的加入可以进一步降低复合材料的体积电阻率;随着导电炭黑含量的增加,复合材料的拉伸强度均呈现先增加,后降低的趋势,当炭黑用量为30%时,拉伸强度达到最大值。PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料具有较高的导电性能、力学性能、较高的熔体流动速率及良好的加工流动性。     

太赫兹隐身涂层反射率参考样品的仿真设计

为解决太赫兹隐身材料测试评价的准确性问题，采用计算机仿真技术设计提出了一种仿真模拟方案设计太赫兹隐身材料测试标准物质的方法。通过仿真模拟计算直径2 mm、高度3 mm的金属圆柱下表面雷达散射截面(RCS)，其模拟结果与理论解基本重合证明了模拟技术方案的准确性及可行性。以聚氨酯树脂为基体，铁氧体、炭黑为填料模拟设计不同介电参数的涂层涂覆在金属圆柱体表面，形成三种具有不同太赫兹波损耗能力的吸波体，通过仿真计算方法计算其RCS。最终成功模拟设计出三种在0.1～3 THz的频率范围内标称值为-5,-12,-20 dB的标准物结构。等效反射率均满足±2 dB的标准物设计要求，达到了最初的设计目的。该模拟设计研究结果为太赫兹隐身材料测试标准物的实际实验合成提供了一定的思路。     

炭黑填充聚乙烯导电复合材料的性能研究

研究了炭黑填充聚乙烯导电复合材料的性能及增容剂对其性能的影响。结果表明,炭黑填充聚乙烯导电复合材料具有明显的渗滤效应,当炭黑含量为12%时,复合材料具有较好的导电性能;增容剂(乙烯/辛烯)共聚物(POE)和马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)的加入对复合材料的导电性能没有造成太大的影响,却较好地改善了其冲击强度,加入POE还能有效地改善复合材料的加工性能,并在一定用量范围内提高其热变形温度。     

炭黑填充HDPE复合导电塑料研究

探讨的是采用不同结构的炭黑及含量对高密度聚乙烯树脂的电性能、物理机械性能、加工性能及其结晶度的影响。实验研究和理论分析表明:炭黑的加入使材料的导电性能大大增加。     

聚乙烯/炭黑复合体系电性能的研究

为揭示炭黑对聚乙烯/炭黑复合体系电性能的影响规律,研究炭黑种类及其含量与复合体系的电阻率和阻温特性的关系,分析导电材料含量、结构性、比表面积、粒径等对复合材料电性能的影响,并通过扫描电子显微镜（SEM）对复合材料分布状态进行观察。结果表明：炭黑体积分数达到临界值6%左右时,聚乙烯/炭黑复合体系的电阻率发生约10个数量级的突变。炭黑比例高于临界值时,随着炭黑的体积分数从8%升高至12%,复合材料的PTC强度逐渐降低。在相同炭黑比例情况下,复合材料的PTC强度表现为N220体系相似文献   

阻燃抗静电聚烯烃板材的制备与性能研究

在聚烯烃树脂中加入无卤阻燃剂MRP⁃1400、炭黑及聚乙烯基弹性体（POE）制得了阻燃抗静电聚烯烃材料,研究了阻燃剂、炭黑和POE含量对材料性能的影响。结果表明,MRP⁃1400的加入能提高材料的阻燃性能,其含量为20 %（质量分数,下同）时（对应磷含量为8 %）材料达到UL 94 V⁃0 级,可以通过MT 113—1995酒精喷灯测试;当导电炭黑含量为6 %时,材料满足MT 113—1995抗静电要求;POE能进一步优化材料的力学性能,POE含量为5 %时可制得综合性能较好的阻燃抗静电材料,其缺口冲击强度为35 kJ/m²,断裂伸长率为315 %;动态疲劳实验结果表明,所开发材料的耐疲劳性能优异,动态疲劳寿命大于120万次。     

4种方法测定聚烯烃管材和管件中的炭黑含量

以聚乙烯（PE）粒料、管材、管件（PE100、PE80）和炭黑母料[PE、聚丙烯（PP）]为研究对象，利用传统马弗炉法、管式电炉法、热重分析法及微波马弗炉法测定不同样品中的炭黑含量，并对其测定结果进行分析，探究了4种方法对PE中炭黑含量的测量准确性。结果表明，采用热重分析法测定PE塑料中的炭黑含量时，检测结果具有较高的准确率和良好的重复性。     

汽车工程用聚乙烯复合材料的改性处理及研究

通过在聚乙烯塑料中同时加入二氧化硅和滑石粉两种填充剂制备了可用于汽车工程的聚乙烯复合材料,并比较了不同含量的二氧化硅和滑石粉的综合作用以及其对聚乙烯复合材料性能的影响。结果表明:拉伸强度和断裂伸长率均随着二氧化硅含量的增加而减小,而弯曲强度随着二氧化硅含量增加而增加。相比于纯聚乙烯,二氧化硅和滑石粉的综合作用可以有效提高其热稳定性。并且随着二氧化硅含量的增加,材料的冲击强度、硬度均先增加后下降,并在50%含量时达到了最大值。与某汽车品牌材料的性能指标相比,制备的聚乙烯复合材料性能指标均具有一定的优异性,并且相比于纯聚乙烯具有较好的抗老化性。制备的聚乙烯复合材料可以应用于汽车工程材料之中。     

三甲氧基苯甲醛的太赫兹光谱特征分析

本文利用透射型太赫兹时域光谱仪对2,4,5-三甲氧基苯甲醛和2,4,6-三甲氧基苯甲醛的太赫兹透射光谱进行了实验研究,并深入分析了浓度对其太赫兹特征吸收光谱的影响,为太赫兹时域光谱检测这2种物质提供指导。基于最小二乘法拟合,得到了2,4,5-三甲氧基苯甲醛和2,4,6-三甲氧基苯甲醛在0.1-2.5THz范围平均吸收系数关于浓度的拟合方程。     

桥梁缆索PE护套的抗紫外老化性能研究

采用高密度聚乙烯（PE-HD）和超高相对分子质量聚乙烯（PE-UHMW）共混改性,用高功率紫外灯加速老化,用万能试验机、傅里叶变换红外光谱仪以及扫描电镜等测量材料的力学性能、紫外辐照前后材料表面的化学结构及断面的微观结构变化。结果表明,在PE-HD/PE-UHMW为1/1时,添加卡博特公司的牌号为9A32的炭黑母粒后辐照500 h,其断裂伸长保留率仍在80 %左右,明显提高了抗紫外辐照能力;共混样品在紫外辐照后力学性能的降低是由其主链发生断裂降解和结构疏松所致;相关力学性能测试表明,该共混改性样品拉伸强度大于25 MPa,断裂伸长率大于550 %,可满足桥梁护套的使用要求。