碳纳米管/氧化锌晶须改性聚乙烯醇缩丁醛复合材料导热性能研究

采用溶液共混法制备了以碳纳米管(MWCNTs)、氧化锌晶须(T-ZnOw)为填充材料,以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为基体材料的MWCNTs/T-ZnOw/PVB复合材料,并利用瞬态电热技术(TET)测量了材料的热扩散系数.研究了填料不同质量分数、加热处理时间和温度、紫外线加速老化对复合材料导热性能的影响.结果表明:在填料总质量分数不变的情况下,复合材料的导热系数随着MWCNTs含量的增加先增大后减小.复合材料热处理时间为1 h时,随着热处理温度从80℃上升到140℃,复合材料的导热系数先减小后增大.当复合材料热处理温度为140℃时,加热1 h后导热系数增大,但随着加热时间的延长,导热系数减小.对复合材料进行紫外光照射加速老化,随着光照时间的增加,材料的导热系数呈减小趋势.     

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。     

多壁碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料电性能分析

采用混酸氧化多壁碳纳米管(MWCNTs),制备了多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)对处理前后MWCNTs的形貌进行表征,研究MWCNTs的含量对复合材料电性能的影响。结果表明:随着MWCNTs含量的增加,复合材料的体积电阻率下降,材料的介电常数和介质损耗有不同程度的上升。     

环氧/纳米铝片复合材料的介电与导热性能研究

以环氧树脂为基体、纳米铝片为填料,通过自转-公转混合技术制备了环氧/纳米铝片复合材料。采用扫描电子显微镜、宽频介电谱仪和导热仪分别研究了复合材料的微观结构、介电性能以及导热系数。结果表明:纳米铝片在复合材料的面内方向具有一定取向;复合材料的介电常数和导热系数相对于纯环氧树脂均获得了大幅提高。当纳米铝片的体积分数为50%时,复合材料的介电常数和导热系数相对于纯环氧树脂分别提高了约36倍和15倍。     

碳纳米管/聚合物复合材料研究进展

综述了碳纳米管/聚合物复合材料的最新研究,重点介绍了碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法、表面改性和碳纳米管增强复合材料的力学性能。     

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。     

界面态对聚酰亚胺/TNSs纳米复合材料介电和绝缘性能的影响

纳米复合材料具有优异的介电、热学及力学性能,广泛用于微电子、高电压绝缘等领域,二维纳米填料具有长纵比大、表面能低,以及易于在基体内分散等特点,是聚合物基复合材料的研究热点.该文通过原位聚合法制备不同组分的二氧化钛纳米片(TNSs)/聚酰亚胺(PI)纳米复合薄膜.研究结果表明,TNSs表面含有羟基且均匀分散在PI基体内,...     

三层结构P(VDF-HFP)-BNNS复合材料的介电与导热性能

为了综合提升聚合物复合材料的介电、绝缘和导热性能,基于氮化硼纳米片(BNNS)改性聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-FHFP)),利用逐层溶液浇注法制备了三层结构的P(VDF-HFP)/P(VDF-HFP)-BNNS/P(VDF-HFP)复合材料,其中上、下层为P(VDF-HFP)薄膜,中间层分别为体积分数为0、1％、3％、5％氮化硼纳米片(BNNS)改性的P(VDF-HFP)-BNNS薄膜,并对复合材料的性能进行分析.结果表明:添加1％BNNS改性的三层聚合物复合材料介电性能较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜均有明显提升,在1000 Hz时其介电常数为8.52,介质损耗因数为0.022,并且具有更优异的电击穿性能和导热性能;其电气强度为452.6 MV/m,较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了17.3％、24.9％;其热扩散率为0.04 mm2/s,较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了25％、5.3％.     

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。     

EP/MWNTs/OMMT复合材料的电学性能研究

通过对多壁碳纳米管(MWNTs)进行酸化处理,并将MWNTs和有机化蒙脱土(OMMT)两种纳米粒子加入到环氧树脂(EP)中,采用酸酐类固化剂固化,制得了EP/MWNTs/OMMT三相复合材料。对MWNTs酸化前后的微结构进行了观察及对三相复合材料的介电性能进行了测试。结果表明:酸化后的多壁碳纳米管在溶剂中的分散性得到很大的改善,提高了MWNTs在环氧基质中的分散性;随着MWNTs含量的增加,EP/MWNTs/OMMT复合材料的体积电阻率总体呈下降的趋势,介电常数与介质损耗呈现先下降后上升的趋势,OMMT的加入在一定程度上对EP/MWNTs/OMMT复合材料的介电性能起到了积极的作用。     

大气压介质阻挡放电对多壁碳纳米管表面改性及其气敏特性

H2S是气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)内部一些潜伏性绝缘缺陷产生放电的重要的特征组分气体之一,检测它对设备运行状态的诊断和评估有着重要的意义。为此,采用大气压介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体对多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)进行了表面改性。实验研究了改性前后MWNTs对体积分数为50×10-6的H2S标气的气敏特性的影响以及不同改性时间对其气敏特性的影响,结果表明,改性后的MWNTs对H2S在灵敏度和响应时间方面都有较大幅度的改善;改性时间为60s的MWNTs的气敏特性要优于其它时间。对处理前后的MWNTs进行了扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析,结果显示,经DBD等离子体处理后的MWNTs表面变粗糙,缺陷增加,其表面引入了羟基、羧酸根和C-O等含氧基团。     

微米氮化硼-纳米氧化铝复合环氧材料的导热与绝缘特性

环氧树脂(epoxy resin,EP)以其粘附力强、绝缘性能好等优点,在电气领域中得到广泛应用.但环氧树脂的低热导率限制其在器件中的使用,尤其在高频条件下.文中通过多巴胺改性微米氮化硼和纳米氧化铝,将制备的微纳米二元填料填充环氧树脂,研究环氧树脂复合材料的导热性能和电气绝缘性能.结果表明,质量分数22.5％BN和7....     

压敏陶瓷-硅橡胶复合材料的非线性压敏介电特性

开展兼具非线性电导和介电特性的复合材料的理论基础和应用研究,有助于更有效、广泛地解决高电压等级电力系统绝缘设备或部件电场分布不均匀的难题。为此,制备了ZnO压敏陶瓷-硅橡胶复合材料并测量了其非线性压敏介电特性。结果表明:制备的复合材料具有良好的分散性和非线性电导及介电特性;当ZnO压敏陶瓷填料体积分数10%时,复合材料可以表现出明显的非线性介电特性,可以起到更显著的电场均匀作用;当ZnO压敏陶瓷填料体积分数20%时,复合材料呈现出明显的非线性电导特性,电导非线性系数可以达到10以上,当电场强度超过压敏电压梯度时电导率可以提高100倍以上,而电场强度达到1.5倍压敏电压梯度时,可在对不均匀电场起抑制作用的同时,避免较大的损耗。     

聚苯胺导电聚合物的介电性能研究

本文从合成条件、掺杂剂、掺杂条件等不同角度出发,研究了聚苯胺的电导率变化规律,并对其介电特性进行了初步的测试分析。     

Screening of Water Dipoles Inside Finite-Length Armchair Carbon Nanotubes

The electronic structure and dielectric screening of finite-length armchair carbon nanotubes are studied with both tight-binding and ab initio methods. Good agreement is found in the band gap oscillation patterns and dielectric constants, which validates the tight-binding method as a reliable and fast approach to describe the screening effect of carbon nanotubes. For an illustration, our method is applied to a system consisting of a short (6,6) nanotube filled with six water molecules. Substantial screening of the water dipoles through the nanotube is observed. This polarization effect should have an important influence on the permeation of water and other biomolecules inside carbon nanotubes.     

考虑热辐射效应的泡沫金属有效导热系数数值分析

有效导热系数是泡沫金属工程应用中传热相关设计的一个重要参数。该文基于简化元胞结构模型,通过直接求解样品内部导热微分方程和辐射传递方程,研究FeCrAlY开孔泡沫金属的有效导热系数。比较了基于剖球模型与传统等截面支架搭接模型的计算结果,分析剖球模型下孔隙单元尺寸、孔隙率、样品平均温度等因素对有效导热系数的影响。研究结果表明,孔隙单元结构对有效导热系数的影响很大,不能仅通过孔隙率和孔隙数密度来研究有效导热系数的变化规律。高温下辐射传热占主导,孔隙率越高,孔隙越大,有效导热系数对温度越敏感。增大孔隙率、减小孔隙尺寸、降低工作温度等会减小泡沫金属的有效导热系数。基于简化几何模型的直接数值模拟可以作获得泡沫金属有效导热系数的一种行之有效的方法。     

钛酸钡添加量对埋容用环氧-钛酸钡-玻璃布板材性能的影响

采用热固化层压方法制备了环氧-钛酸钡-玻璃布(EBG)板材,并分析钛酸钡(BTO)添加量对埋容用EBG板材各项性能的影响。结果表明:随着BTO填料添加量的增大,EBG板材的实际密度先接近后偏离理论密度,孔隙率先减小后增大,耐浸焊时间、剥离强度先增大后减小,5%热分解温度和介电常数增大;当BTO的质量分数为80%左右时,埋容用EBG板材具有较好的综合性能;EBG板材为一种混联模型。