纳米碳纤维增强混凝土的介电特性

为研究纳米碳纤维增强混凝土的介电特性,发现纳米碳纤维增强混凝土对电磁波的反射与损耗规律,采用波导法测试纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的纳米碳纤维增强混凝土在1.7～2.6 GHz频率范围内的介电常数。分别从相对复介电常数实部、相对复介电常数虚部、损耗角正切等方面分析了纤维掺量、频率对纳米碳纤维增强混凝土介电特性的影响,并对比分析0.3%纤维掺量下纳米碳纤维和普通碳纤维对混凝土材料介电特性的影响。结果表明:纳米碳纤维的掺加提高了混凝土材料相对复介电常数实部和虚部、损耗角正切,增强了混凝土材料对电磁波的损耗能力;纤维掺量越大,纳米碳纤维增强混凝土介电特性越强,对电磁波的损耗能力越大;纳米碳纤维对混凝土材料介电特性的提高效果强于碳纤维。     

基于介电特性的三七粉含水率检测与建模

为了探索三七粉介电特性与含水率之间的关系,利用LCR测试仪研究频率信号(0.1~1 000 k Hz),温度(15~55℃)和含水率(9.8%~17.8%)对三七粉介电特性的影响.结果表明,在0.1~10 k Hz频段内,相对介电常数ε'和介质损耗因数ε″变化趋势明显;ε'和ε″随着频率的增大而减小,随着温度和含水率的增大而增大.随后在1 k Hz和10 k Hz下建立了基于介电特性(ε'和ε″)和温度T预测三七粉含水率(W%)的模型,在1 k Hz下,预测模型的R2=0.977 3.最后,制作了50个样本,对模型进行验证,将试验值与模型计算值进行比较,发现其误差范围在±3.9%,说明所建立的模型是可行的.该研究结果对开发三七粉含水率检测仪具有一定的指导意义.     

基于自由空间法的粮堆介电特性测试研究

采用自由空间法,以矢量网络分析仪组成测试平台,对粮食介电特性进行测试.结果显示:介电常数随着频率的增加在0.65~0.95之间呈波浪式增加;介电损耗因子测试值在0.7~6之间,与理论值0.1~1存在较大误差,对误差产生的原因进行了分析.     

Bi_(12)TiO_(20)添加对BCZT陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O_3(BCZT)-x%Bi12TiO_20(x=0.03、0.05、0.1、0.5)陶瓷.通过XRD、介电温度特性、电滞回线测试手段对所制备陶瓷样品的介电性能进行了分析.研究结果表明:当x=0.05时,介电常数在1kHz下达到5 250,介电损耗值是1.5%;样品的最大极化强度、矫顽电场和剩余极化强度随着Bi12TiO_20含量的增加而逐渐降低.当x=0.5时,样品具有较高的储能密度0.388J·cm-3.     

煤中噻吩硫模型化合物介电特性及其与分子极性关系

掌握民用微波频率下煤中噻吩硫组分介电性质,揭示其与分子极性之间的关系,对研究煤中噻吩结构对微波的响应特征及微波脱硫的工业化应用具有重要意义.选择包含不同类型官能团并与煤中噻吩结构匹配的模型化合物,采用同轴传输反射法开展介电性质测试,研究噻吩硫模型化合物的介电特征,并基于密度泛函理论计算模型化合物分子偶极矩,验证复介电常数与极化度理论关系的推算结论,建立介电特性与分子极性之间的关系.结果表明:噻吩硫模型化合物ε′值基本处于0.5~5.0的范围;杂原子对模型化合物复介电常数实部ε′值影响较大;噻吩结构在915MHz处对微波的响应强于2 450MHz处;噻吩硫模型化合物的ε′与分子极性可以实现等效性描述.     

微波辐射下含水率对混凝土力学性能影响

微波辅助混凝土骨料回收是一项污染少、能耗低的新型绿色技术,是近年来国内外研究的热点方向。为探究微波辐射条件下含水率变化对混凝土加热效果及强度弱化的影响规律,分析微波加热完成后混凝土内部骨料与砂浆的分离效果,采用不同加热路径对混凝土试块进行加热,获得试块的升温特性,并利用单轴压缩实验得到不同含水率试块加热完成后的抗压强度。试验表明,微波辐射功率和含水率是影响混凝土破碎的两个重要因素,试块在含水率相对较高时,采用高功率微波连续加热混凝土,试块在短时低温下就会爆裂,骨料与砂浆分离界面明显,可以从破碎后的混凝土中剔选出来较多砂浆附着率低的完整骨料。文章通过探讨微波辐射下含水率对混凝土强度弱化的影响规律,为微波辅助混凝土再生技术的进一步发展提供参考与借鉴。     

新峪焦煤及含硫模型化合物的介电特性研究

为合理利用高硫炼焦煤以及降低硫对环境的污染,选用山西新峪焦煤作为研究对象,开展炼焦煤微波脱硫的基础研究,对新峪焦煤以及含硫模型化合物、单质硫、黄铁矿、二苯并噻吩的介电特质进行测试,在微波频率2 450 MHz的条件下进行了微波脱硫实验。结果表明,处理后的煤样介电特性的变化与煤中硫的脱除有关,其含硫及硫模型化合物的介电常数大小是黄铁矿单质硫二苯并噻吩;在微波频率为0.1~6.5 GHz,掺混1%~5%单质硫、黄铁矿、二苯并噻吩的条件下对新峪焦煤进行介电特性的测试中,新峪焦煤添加单质硫和硫铁矿对介电常数变化不明显,而对于二苯并噻吩,随着含量的增加新峪焦煤的相对介电常数值增加。     

钽酸盐Ba5LaZnTa9O30的结构及其介电特性

在BaO-ZnO-Ta2O5体系中通过掺La3+合成了钽酸盐Ba5LaZnTa9O30采用粉晶X射线衍射(XRD)对其结构进行了分析,并测试了其陶瓷体的介电特性.结果表明,Ba5LaZnTa9O30在室温下属于填满型四方钨青铜结构顺电相,晶胞参数为a=1.259 09(4)nm,c=0.396 22(2)nm,α=β=y=90°;频率为1 MHz时Ba5LaZnTa9O30陶瓷的室温相对介电常数为89;而且介电损耗仅为0.006 7.     

MgO对K_2O-Al_2O_3-SiO_2系陶瓷微波介电性能的影响

采用传统固相反应法制备添加不同质量分数(0~4%)MgO的K_2O-Al_2O_3-SiO_2体系低介电微波陶瓷,利用SEM、XRD、Agilent4284等测试手段,讨论加入MgO对K_2O-Al_2O_3-SiO_2系的相结构、显微组织、烧结温度及介电性能的影响。结果表明:添加MgO能有效降低K_2O-Al_2O_3-SiO_2体系的烧结温度,且室温下介电常数低,介电损耗小;1 MHZ下,添加质量分数2%MgO的样品在1 150℃烧结后介电常数最小,为4.271,在1 250℃烧结后介电损耗最小,为0.004 9。     

介电可调薄膜材料及压控微波器件研究

利用介电可调薄膜材料的调谐特性研制的介质压控微波器件高频特性好、功率容量大、响应速度快,还有易集成、功耗小、成本低、可靠性高的特点,相比半导体管、铁氧体以及MEMS器件有明显的优势。该文系统介绍了近年来国内外介电可调薄膜材料及压控微波器件的研究进展,并结合作者的工作评述了介电可调薄膜材料和压控微波器件的应用情况。除研究最为集中的钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)材料,还介绍了具有较高调谐率的铋基焦绿石铌酸铋镁Bi1.5MgNb1.5O7(BMN)薄膜材料,该材料介电损耗低(约0.002),介电常数适中(约86),温度系数小,是一种极具发展前景的微波介电可调材料。     

机制砂与河砂配合使用对混凝土强度的影响研究

工程建设的发展对混凝土需求量不断增加,混凝土中的细骨料使用最多的材料是从河里开采出来的河砂。由于河砂的数量越开采就越少,因此,研究用机制砂来代替部分河砂作为混凝土材料中的细骨料很有必要。为了研究用河砂与机制砂混合作为混凝土细骨料时,混凝土强度是否能达到设计要求,试验分析了混凝土配比相同、细骨料中河砂与机制砂比例不同的条件下混凝土的强度变化情况。试验结果表明:配制C25及以下等级的混凝土时,河砂含量占细骨料总量30%以上即可达到设计强度;配制C25以上C40及以下等级的混凝土时,河砂含量占细骨料总量40%以上即可达到设计强度。     

铌镁酸铅-钛酸铅薄膜的钙钛矿结构及介电特性

为了提高铌镁酸铅-钛酸铅(Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3,PMN-PT)薄膜的铁电特性,采用单一醇盐溶胶-凝胶法制备了PMN-PT薄膜,分析了铌镁酸铅-钛酸铅薄膜的钙钛矿结构纯度及介电特性.结果表明:PMN-PT薄膜具有(100)择优取向,钙钛矿结构纯度达到97.7%,晶粒尺寸为95~105 nm;室温下,其相对介电常数达到1 135,介电损耗低于4%,弥散相变温度为85~120℃.     

介电材料间歇微波热过程三维模拟研究

微波能作为清洁可再生能源,应用在介电材料热过程时与传统加热方式相比具有高效、均匀、快速等优势.文中建立了基于多物理场耦合的理论三维数学模型,描述了含水介电材料间歇微波热过程.随着间歇微波热处理的进行,介电材料内的平均电场模增加,电场强度分布均匀性变好;平均温度增加,温度分布均匀性先变差然后趋于稳定;平均含水率减小,含水率分布均匀性变差,但含水率变异系数极低,因此,介电材料内水分分布均匀.此外,随着环境相对湿度或压力的增加,介电材料内部平均电场模减小,电场强度分布均匀性变差;平均温度增加,温度分布均匀性变好;平均含水率增加,含水率分布均匀性变好.比较环境相对湿度和压力对模拟结果的影响可知,环境压力对介电材料内电场强度和含水率的影响更为显著.     

密度无关的物料含水率微波测量方法

为了提高物料含水率测量精度,提出基于固、液、气三相混合物介电特性的与密度无关测量方法.在储能因子和损耗因子中分离出密度,构建了含水率的复介电常数模型,进而建立了物料含水率和透射波的参量衰减及相移的与密度无关函数.将归一化的含水率和密度作为输入、透射波衰减和相移作为输出,对透射波频率和物料厚度对测量的影响进行仿真,给出其对测量的影响规律及对其进行选择的原则.实验表明,该测量方法与密度无关,且均方差达到0.095.     

Sm掺杂SrTiO3陶瓷的高介电常数和超低介电损耗性能研究

为了在SrTiO₃优异的性能基础上,在宽温度及频率范围内实现高介电常数与低介电损耗共存,文中采用固相合成法,通过在钛酸锶的A位掺杂三价稀土离子Sm制备了Sr_1-3x/2Sm_xTiO₃(x分别为0.005 0,0.007 5,0.010 0,0.012 5)陶瓷材料,并对其相组成、微观结构和介电、存储性能进行了表征与分析。研究结果表明：经过N₂气氛对陶瓷样品进行退火处理后,所制备的Sr_1-3x/2Sm_xTiO₃(SST)陶瓷样品均具有介电常数高且介电损耗较低,在较宽的范围内频率和温度稳定性优良的性能;在室温1 kHz下不同掺杂含量的陶瓷样品介电常数均在50 000以上,介电损耗小于0.025;掺杂量为x=0.010 0时,Sr_0.985Sm_0.01TiO₃陶瓷在低于10 kHz频率范围内同时得到大于60 000较高的介电常数和小于0.025的低介电损...     

超支化酞菁锌的介电特性研究(英文)

合成一种新型树枝状结构的超支化金属酞菁(ZnPc),采用介电谱和差示扫描量热法研究其介电特性及热稳定性.超支化金属酞菁显示出极优异的介电性能,室温介电常数约为15,介电损耗在高频(MHz)低于0.002,这一性能好于目前绝大多数聚合物介质材料,且其介电响应保持了良好的频率稳定性.该超支化金属酞菁可在高储能密度电存储器件、嵌入式电容器和脉冲电源等领域广泛应用.     

新铌酸盐A5LaSn3Nb7O30(A=Ba,Sr)的结构与介电特性

通过固相反应法,在AO-La2O3-SnO2-Nb2O5(A=Ba,Sr)体系合成了填满型钨青铜结构新铌酸盐Ba5LaSn3Nb7O30与Sr5LaSn3Nb7O30。采用X射线衍射分析和扫描电镜进行了结构分析,并测试了其介电性能。结果表明:Ba5LaSn3Nb7O30与Sr5LaSn3Nb7O30室温时均为四方钨青铜结构顺电相,其陶瓷体都具有高的介电常数、低的介电损耗与较小的介电常数温度系数。频率为1 MHz时,Ba5LaSn3Nb7O30陶瓷体的室温相对介电常数为171,介电损耗约为1.2×10-3;Sr5LaSn3Nb7O30陶瓷体的室温相对介电常数为164,介电损耗约为5.4×10-4。     

Ba2 Ti9 O20/PTFE复合介电材料性能研究

为了提高微波介电材料PTFE的力学性能及尺寸热稳定性而又不恶化其优异的介电性能,引入Ba2 Ti9 O20微粉做为增强相,采用类似于粉未冶金工艺制备了不同Ba2 Ti9 O20含量的Ba2 Ti9 O20/PTFE微波基片复合材料.研究了Ba2 Ti9 O20/PTFE微波基片复合材料力学、物理及电学性能.结果表明Ba2 Ti9 O20/PTFE基片复合材料具有优异的综合性能弯曲强度16.4 MPa,弹性模量4.6 GPa,室温下吸水率0.12%,热膨胀系数在θ＜200℃时约为35×10-6/℃,介电常数与介电损耗具有良好的频率与温度稳定性.     

钛酸锶钡陶瓷的结构及介电规律研究

采用冷压陶瓷技术制备了(Ba1-xSrx)TiO3(x=0.15,0.20,0.25,0.30,0.35)陶瓷.研究了烧结温度的提高对陶瓷结构及介电规律的影响.研究表明:30℃烧结温度的提高使该系列陶瓷能在x=0.35后从四方相进入立方相.介电峰移动率为-3.2℃/%Sr.x=0.35样品的介电峰发生在室温附近,室温介电常数在8 000左右,室温介电损耗降至0.04以下,适合于高介电材料的应用.     

纳米碳纤维掺杂量与取向对纳米碳纤维/乙烯-醋酸乙烯酯复合材料介电性能的影响

通过微波法化学镀镍对纳米碳纤维(CNFs)进行表面改性,采用熔融共混法将表面改性的CNFs与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合制备CNFs/EVA复合材料,在模压交联过程中对复合材料施加磁场,使表面镀镍的CNFs在复合材料基体中沿磁场方向取向;用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)观察表面改性前后CNFs表面形貌和结构、复合材料内部微观结构及取向情况;用宽频介电谱仪与阻抗谱仪对复合材料进行介电谱测试,研究了CNFs的取向与掺杂量对复合材料介电性能的影响,并用四探针法测量复合材料的体电阻率。研究结果表明,掺杂量和是否取向对复合材料介电性能影响较大;CNFs掺杂质量分数为0.5%时,取向复合材料相对介电常数最低,施加磁场取向不会增加复合材料的介电损耗,少量掺杂即可大幅降低复合材料的体电阻率。