Si_3N_4/SiC/BT/硅橡胶复合材料的制备及介电性能研究

以硅橡胶(PDMS)为基体,以碳化硅、氮化硅为导热填料,通过热压法制备了系列陶瓷/PDMS复合材料,并对其导热性能、介电性能进行测试,结果表明,在导热填料/硅橡胶复合材料中,当SiC/Si3N4=7∶3(体积比),且当填料占复合材料体积分数为15%时,其介电常数达到最高值9,是聚合物基体材料的3～4倍,介电损耗未发生明显改变,保持在0.05左右,击穿强度最大达到42kV/mm,热导率也达到了0.7W/(m·K)。为了提高导热复合材料的介电性能,在聚合物基体中,通过添加高介电性的钛酸钡陶瓷,制备出系列导热填料/介电陶瓷/硅橡胶三相复合材料,研究结果表明,当钛酸钡陶瓷占复合材料总体积的30%时,复合材料的介电常数提高约2倍,达到17,介电损耗仍保持较低水平,在0.07左右,击穿强度为25kV/mm,热导率达到0.72W/(m·K)。实验结果表明,通过在聚合物基体中添加导热填料和高介电陶瓷均能提高聚合物的介电性能,制备出具有高介电性和高导热性的聚合物基复合材料。     

氮化硅/环氧复合电子基板材料制备及性能

以Si_3N_4粉末作为增强组分与环氧树脂进行复合,采用模压法制备了氮化硅/环氧树脂复合电子基板材料。研究了Si_3N_4含量对复合材料导热性能和介电性能的影响。研究结果表明,随着Si_3N_4含量的增加,复合材料中填料形成导热网络,复合材料的热导率也随之增加,当体积填充量为35%时,导热系数达到1．71 W/m·K。复合材料的介电常数随Si_3N_4含量的增加而增加,但在氮化硅陶瓷颗粒的体积分数达到35%时仍维持在较低的水平(7．08,1 MHz)。     

导热型聚酰胺化工复合材料的介电性能研究

在聚酰胺(PA6)基体中填充导热性碳化硅(SiC)颗粒,通过热压法制备出系列SiC/PA化工复合材料;对复合材料的导热和介电性能分别进行研究,结果表明,SiC填料能够提高聚酰胺基体的介电和导热性能:在体积比为25%时,SiC/PA复合材料介电常数达到最高值8.7,是聚合物基体的2.0倍,其热导率也由0.25W/(m·K)提高至0.74W/(m·K)。为进一步提升复合材料的介电性能,在聚合物基体中,再添入具有高介电性能的钛酸钡(BT)陶瓷,制备出系列BT/SiC/PA三相复合材料,结果表明,当BT的体积分数为20%和50%的时候,复合材料的介电常数达到63,为聚合物基体的14.5倍,热导率也达到0.35 W/(m·K),加入BT后能大幅提高聚酰胺基体的介电性能,获得最优综合性能。综合上述研究可知,通过在PA中添加SiC和BT等填料,能够迅速提高聚合物的介电常数和导热系数,而介电损耗仍保持在较低水平(0.11及以下),可以得到具有介电和导热综合性能最优的聚合物化工复合材料。     

聚合物/氮化硅复合材料导热性能研究进展

综述了聚合物/氮化硅(Si_3N_4)复合材料性能最新研究进展,重点讨论了Si_3N_4用量、粒径、表面改性、混杂填充等对聚合物/Si_3N_4复合材料导热性能及其他性能的影响,以期为制备高导热聚合物/Si_3N_4复合材料提供参考。聚合物/Si_3N_4复合材料的热导率随Si_3N_4用量增加而增加;Si_3N_4在聚合物基体中均匀分布时,大粒径Si_3N_4更有利于提高热导率,若Si_3N_4在聚合物基体粒子周围包覆,形成"核壳"结构时,则小粒子更有利于提高复合材料热导率;与单一粒径Si_3N_4填充相比,混杂填充更有利于提高复合材料热导率。     

环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料的制备与性能研究

对氮化硅(Si_3N_4)进行表面接枝改性,然后将其添加到环氧树脂中制备出环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、粒度分析仪以及扫描电子显微镜(SEM),探究了Si_3N_4的改性效果;同时对所制备的环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料进行了性能测试。结果表明:改性Si_3N_4的粒径增大,分散性提高;环氧树脂/改性Si_3N_4复合材料的力学性能随着改性Si_3N_4用量的增加先提高后降低,其中当改性Si_3N_4用量为20%时复合材料的力学性能达到最佳;复合材料的导热性能和介电性能均随着Si_3N_4用量的增加而提升。改性Si_3N_4填充复合材料的综合性能优于未改性Si_3N_4填充的复合材料。     

改性钛酸锶/PVDF复合材料介电性能研究

采用具有强络合能力的酒石酸在碱性溶液中对SrTiO3陶瓷颗粒进行表面改性,将改性后的SrTiO3颗粒与聚偏二氟乙烯(PVDF)经热压共混成型,制备出系列陶瓷/聚合物基复合材料,对改性SrTiO3/PVDF复合材料进行了介电性能分析。结果表明:添加了改性SrTiO3的复合材料比未改性SrTiO3复合材料的介电常数增加值达34%以上,同时,改性复合材料的介电损耗仍保持较低水平;随着改性SrTiO3在复合材料中含量的增加,介电常数也随之增加,介电损耗仍保持不变,改性后的陶瓷/聚合物复合材料表现出优异的综合介电性能。     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。     

Fe_2O_3/石墨烯纳米材料填充聚合物基复合材料介电性能研究

随着电子设备向多功能化和小型化方面的迅速发展,电子工业领域迫切的需要具有优异介电性能的材料,从而可以提高电子设备的散热能力并且减小电子电容器的体积,研究具有高介电性能的聚合物基复合材料具有非常重要的意义。本实验分别选用Fe2O3作为填料,以PVDF为聚合物基体,采用热压工艺制备了不同组分的Fe2O3/PVDF复合材料,分析对比了影响复合材料的介电性能的因素,得到了如下的结论:(1)Fe2O3/PVDF复合材料的电导率及介电性能与频率的曲线图表明,该体系复合材料的电导率随频率的增大而增大,复合材料的介电常数随频率的增大而逐渐减小,复合材料的介电损耗随频率的增大先减小后增大。(2)Fe2O3/PVDF复合材料的电导率及介电性能与Fe2O3体积含量的关系显示,随着Fe2O3体积分数的增大,该体系复合材料的电导率、介电常数和介电损耗整体均为逐渐增大。     

多孔氮化硅陶瓷制备及其性能研究进展

多孔氮化硅(Si_3N_4)陶瓷由于具有优异的力学性能、良好的抗热震和低介电常数等特点,在极端力/热环境下具有很大的应用潜力。研究表明:不同的制备工艺对多孔氮化硅陶瓷晶粒尺寸、微结构有很大影响,从而影响材料的力学性能;介电性能受气孔率、相组成影响;渗透率受气孔率、气孔尺寸、弯曲度的影响。综述了多孔Si_3N_4陶瓷的烧结工艺、成型工艺及其相关性能研究,并结合目前的研究热点,指出了未来多孔氮化硅陶瓷研究的发展方向。     

高密度聚乙烯导电复合材料介电性能的研究

用熔融共混和热压工艺制备了CB/HDPE,MWNT/HDPE聚合物基复合材料,研究了填料体积含量,测试电压,填料形貌尺寸对复合体系介电性能的影响.实验表明,当导电填料含量达到渗流阈值附近时复合材料的介电常数达到最大,测试电压达到一定值时,渗流阈值附近的复合材料介电损耗会迅速增加,相同填料体积含量的MWNT/HDPE复合体系比CB/HDPE体系具有更高的介电常数,利用渗流理论、Maxwell-Wagner界面极化效应和微电容模型解释了实验现象.     

稀土Sm_2O_3对多孔Si_2N_2O陶瓷显微结构和性能的影响

以Si_3N_4与Si O2为初始原料、Sm_2O_3为烧结助剂,通过无压烧结制备了气孔率不同的多孔Si_2N_2O陶瓷。研究了烧结温度、助剂含量对烧结后的产物的影响;测试了多孔Si_2N_2O陶瓷的力学性能、介电性能和抗氧化性能。结果表明:烧结温度过高或助剂含量过高都会导致Si_2N_2O相的分解;助剂含量对Si_2N_2O陶瓷微观组织产生明显的影响,随着助剂含量的增多,其显微结构由细小层片状过渡到板状晶粒再到短纤维搭接的板状晶粒结构,所制备的Si_2N_2O陶瓷比Si_3N_4陶瓷具有更优异的性能,抗弯强度为220 MPa,介电常数ε为4.1,介电损耗tanδ0.005。1 400℃氧化10 h,Si_2N_2O与Si_3N_4的质量增量分别为0.6%与2.1%。     

SrTiO_3/SiC/EPOXY复合材料的导热及介电性能研究

通过将ST与Si C粉末和环氧树脂混合后热压复合制备出系列高介电常数和低损耗的陶瓷/聚合物复合材料。通过对不同温度下的介电性能进行分析表明,复合材料的介电常数和导热系数增加,介电损耗仍保持较低水平。在Si C引入环氧树脂基体后,在体积分数ST:Si C:环氧树脂=20:30:50时的导热系数从0.234至0.884W/(m·K),介电损耗为0.056,介电常数增加至21.7,同时,复合材料表现出更高的击穿强度。     

SiC_(nf)–C_f/Si_3N_4复合材料的微观结构与吸波性能

以Si_3N_4陶瓷为基体,分别添加碳纤维(C_f)、SiC纳米纤维(SiC_(nf))和SiC纳米纤维包覆碳纤维(SiC_(nf)-C_f)作为吸波剂,采用凝胶注模和无压烧结工艺制备Si_3N_4、C_f/Si_3N_4、SiC_(nf)/Si_3N_4和SiC_(nf)-C_f/Si_3N_44种Si_3N_4基复合材料,并对其微观结构、室温和800℃的介电性能和吸波性能进行了对比研究。结果表明:SiC_(nf)有效改善了C_f与Si_3N_4的高温化学相容性,使得C_f在基体中保存完好并相互连接成导电网络,导致SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料中电子传导增强和存在多重弛豫现象,在室温和800℃高温下均展现出最高的介电损耗值和最优的吸波性能。室温时,SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的最小反射损耗值为-15.2 dB(厚度为2.57mm),有效吸收带宽(反射率-10dB)为1.9 GHz(厚度为2.3mm);800℃时,最小反射损耗值达到-20.4 dB(厚度为2.0mm),有效吸收带宽增大到3 GHz(厚度为2.25mm)。SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的主要吸波机制为多重反射和散射、电传导损耗、电子极化和多重弛豫;800℃时,电子热运动加剧使电子极化和传导增强,吸波性能进一步提高。进一步优化SiC_(nf)-C_f/Si_3N_4复合材料的吸波性能,其有望作为优异的吸波材料应用于高温吸波领域。     

QW220/5284RTM复合材料的介电性能研究

采用RTM工艺制备了四种不同纤维体积含量的石英纤维增强环氧树脂基复合材料层板。研究了温度、吸湿、频率、纤维体积分数和后固化等因素对该复合材料体系介电性能的影响。结果表明,在30~150℃温度范围内,QW220/5284RTM复合材料的介电常数和介电损耗均随温度升高而增大;纤维体积分数为53%时,该复合材料体系的饱和吸湿率较低,约为0.44%,吸水后,介电常数和介电损耗都有一定程度的增加;室温下,7~18GHz频率范围内,该复合材料体系的介电常数和介电损耗随频率改变没有表现出明显和规律的变化;该复合材料体系的介电常数和介电损耗随着纤维体积分数的提高而分别增大和减小;后固化使该复合材料体系的介电常数和介电损耗均减小。QW220/5284RTM复合材料具有良好的介电性能,且介电性能具有较好的耐环境特性,可用于飞机透波结构。     

NiO催化氮化制备Si_3N_4/SiC复合材料及其高温性能

以原位生成的NiO纳米颗粒为催化剂,采用催化氮化的方法制备Si_3N_4/SiC复合材料,研究了所制备复合材料的常温物理性能、高温力学性能、抗热震性、抗氧化及抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:1)所制备Si_3N_4/SiC复合材料的常温耐压强度及抗折强度值分别为131.0及24.6 MPa;2)Si_3N_4/SiC复合材料的高温抗折强度随着温度的升高而增加,1 573 K时达到最大值后又缓慢下降,但即使1 673 K时复合材料的高温抗折强度仍高于其常温抗折强度;3)Si_3N_4/SiC复合材料具有较好的抗热震性能,当实验温度为1 573 K,采用水冷时,其强度保持率仍有50%左右;4)所制备Si_3N_4/SiC复合材料开始氧化温度约为1 173 K,其抗氧化性能优于无催化剂时制备的Si_3N_4/SiC复合材料;5)所制备的复合材料具有良好的抗冰晶石侵蚀性能。由于Ni O纳米颗粒催化生成大量的Si_3N_4晶须,这些晶须交互分布在骨料之间,形成网络状结构,从而提高了复合材料的性能。     

聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料研究进展

介绍了介电复合材料研究现状和制备工艺,阐述了各种介电复合材料制备工艺的优缺点,以及聚合物/陶瓷复合材料介电常数预测。利用微纳多层共挤技术可以获得高介电常数、低介电损耗的介电复合材料,但是该技术应用在介电复合材料方面工艺还不够成熟,有待改进。     

环氧树脂/纳米Si_3N_4复合材料的制备与性能研究

以纳米 Si_3N_4为填料制备了环氧树脂/纳米 Si_3N_4复合材料。通过透射电镜观察到,纳米粒子在有机基体中分散均匀。研究了纳米 Si_3N_4对复合材料性能的影响,结果表明,添加纳米 Si_3N_4使复合材料的力学性能增加,当改性环氧树脂/纳米 Si_3N_4为100/3(质量比,下同)时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度提高幅度最大,分别提高了145%、241%、255%。此时,复合材料的击穿场强提高的幅度也达到最大,在直流电压和交流电压下,分别提高了249%、146%;但添加纳米 Si_3N_4使复合材料的介电常数和介质损耗值减小;热重分析表明,环氧树脂/纳米Si_3N_4复合材料耐热性能有明显提高。并用"核-壳过渡层"结构模型初步探讨了各项性能改善的原因。     

环氧树脂基化学材料改性工艺与介电性能研究

针对以环氧树脂为基体的陶瓷/金属/聚合物复合材料介电性能不高的现状,采用对填充的BaTiO3(BT)陶瓷进行酒石酸化学表面改性,以提高BT与环氧树脂基体的界面连接。探讨了表面改性技术对化学复合材料的介电性能作用机理,进一步研究了导电填料Ni对BT陶瓷/环氧树脂化学复合材料介电性能的影响。结果表明:BT的表面改性有利于BT和金属Ni颗粒在环氧树脂基体中的分散,提高了化学材料的介电性能,与未改性BT/Ni/环氧树脂复合材料相比,经酒石酸改性后的三相化学材料的介电常数高达55.13,较改性前提高了31.54%。     

聚丙烯(PP)基介电复合材料的研究

以聚丙烯(PP)为基体,多壁碳纳米管(MWCNTs)为填料,采用微纳层叠共挤的方法制备了PP/MWCNTs介电复合材料,分别对不同结构的介电复合材料中MWCNTs分散情况及其对复合材料介电性能的影响进行了研究。结果表明,与纯PP相比,MWCNTs的添加能够明显提高PP基复合材料的介电常数;具有层结构的PP/MWCNTs介电复合材料,分散相MWCNTs比在单层PP基复合材料中分散更好,复合材料介电常数提高1.2倍。     

BNp/Si_3N_4和BNw/Si_3N_4多孔复合透波材料性能的比较

采用凝胶注模成型和无压烧结工艺分别制备了BNp/Si_3N_4和BNw/Si_3N_4多孔复合透波材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和矢量网络分析仪等仪器检测了两种材料的微观形貌、物相组成和介电常数等性能,并对其性能进行对比分析。结果表明:与BNp/Si_3N_4多孔复合透波材料相比,BNw/Si_3N_4多孔复合透波材料具有更佳的力学性能和介电性能。