碳纤维增强氮化硅复合材料的制备及介电性能研究

为了研究以碳纤维为吸波剂的二维层状复合材料,采用热压烧结法以改性碳纤维和氮化硅为原料,在1400℃、N2气氛下烧结制备了连续碳纤维增强氮化硅基复合材料。采用网络矢量分析仪测试了Cf/Si3N4复合材料在X波段的介电常数,并分析了其对电磁波的反射特性。结果表明:单层复合材料中碳纤维轴向垂直电磁波的电场方向的虚部小于平行的即损耗优于平行时的情况;双层复合材料有效地大幅降低了介电常数的实部,但仍不能达到阻抗匹配的要求,其原因一是Si没能阻止碳纤维径向的电流传导,二是相邻层碳纤维的反射电场分量合成为椭圆极化场,双层结构的各向异性不明显,反射主要取决于平行电场的分量。     

逆反应烧结制备碳化硅/氮化硅复合材料的工艺

制备Si3N4／SiC复合材料的常规反应烧结是以Si和SiC为原料进行氮化烧结,而逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料,首先使Si3N4反向反应为活性氧化物后再进行烧结。建立逆反应烧结工艺制备Si3N4／SiC复合材料的热力学基础。确定了Si3N4先于SiC氧化;氧化产物可以是SiO2,也可以是Si2N2O;形成的SiO2氧化膜不会与基体材料反应;在膜与基体之间可能生成Si2N2O。论证了逆反应烧结的热力学可行性。通过6个烧结实验,证实了其热力学分析的正确性,并从工艺参数与密度变化、残氮率和比强度等关系筛选出最佳的烧结工艺参数。     

聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的制备及电性能研究

采用熔融混炼的方法制备聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料(PP/MWNTs)。研究了复合材料的表面电阻率与MWNTs含量的关系,结果发现:随着MWNTs含量的不断增加,复合材料的电阻率呈不断下降趋势,并发现MWNTs含量为3%时为复合材料的导电阈值。又通过对试样作透射电镜观察研究,从微观角度分析了复合材料电性能变化的原因。     

聚苯乙烯/氧化石墨烯复合材料的制备及介电性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),与含有聚苯乙烯(PS)微球的乳液共混得到PS/GO复合材料。对产物的结构形态进行表征,并研究了GO含量对复合材料介电性能的影响。结果表明:GO带有大量官能团,呈薄片状结构,与PS微球共混后粘附在微球表面;随着GO含量的增加,复合材料的介电常数增大,当GO含量为5wt%,100Hz时复合材料介电常数达到22.23,是纯PS的5倍,介电损耗始终保持在较低水平。     

纳米氮化硅制备天线罩材料介电性能的研究

以国产纳米氮化硅粉为原料，经凝胶注模成型后在流动的高纯N2作为控制气氛的条件下，于1510℃常压烧结出相对密度为0．72，结构均一，抗弯强度达89MPa且具有良好介电性能的Si3N4天线罩材料。研究了原料的纯度、烧结温度、埋烧气氛对瓷体介电性能的影响。结果表明：纳米粉原料中含有大量的SiO2，可以促进坯体的烧结，同时对瓷体的介电性能有较大的影响。因坯体收缩，在致密化以前，其介电常数随烧结温度的升高而增大。当温度高于1510℃时，随着烧结温度的升高，原料中氮化的Si-O数增加，瓷体的宏观缺陷增加，相对密度降低，因此瓷体的介电常数趋于减小。在1510℃烧结温度下，若不加埋料时，坯体中有的Si-O不能被氮化；用石墨粉作埋料，则发生渗碳现象，降低了Si3N4天线罩材料的介电性能。     

CNT-MF/硅橡胶泡沫复合材料的制备及介电性能

以碳纳米管(CNT)作为核,密胺树脂(MF)作为壳,苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)为乳化剂,原位聚合制备微胶囊化碳纳米管(CNT-MF),并将包覆后的碳纳米管作为填料添加到硅橡胶泡沫中,制备了CNT-MF/硅橡胶泡沫复合材料。探讨了核/壳质量比对微胶囊化碳纳米管的包覆效果的影响,同时研究了微胶囊化碳纳米管用量对硅橡胶泡沫泡孔结构和介电性能的影响。结果表明,微胶囊化碳纳米管的加入有利于提高复合材料的泡孔结构,大泡孔的存在和泡孔面积有利于材料介电性能的提高。当核/壳质量比为1∶10的微胶囊化碳纳米管添加量为15 phr时,复合材料介电性能表现最佳,此时复合材料在1 kHz的介电常数为26.34,介电损耗仅为0.013 6。     

氮化硅结合碳化硅复合材料

一种新型的工程陶瓷材料——耐高温高强度氮化硅结合碳化硅复合材料。最近在河南省博爱县高温材料厂投入批量生产。目前,我国大部分陶瓷、砂轮、冶炼等行业在窑炉方面广泛使用的粘土碳化硅板,由于其制品重量大、规格厚、强度低,寿命短、导热系数和热耗大、掉屑现象严重,占据大量窑容,而影响窑炉有效装载量。自1986年12月起,机电部     

GO@TA-Fe/PVDF纳米复合材料制备与介电性能

为降低氧化石墨烯（GO）/聚偏氟乙烯（PVDF）体系的介电损耗,本文采用单宁酸-铁配合物（TA-Fe）修饰GO表面,将改性GO和PVDF复合后制得了GO@TA-Fe/PVDF纳米复合电介质材料,研究了GO@TA-Fe对PVDF复合材料的微观形貌及介电性能影响。研究结果表明,TA-Fe包覆层强化了GO与PVDF基体间界面相容性及界面作用力,促进了GO在基体中均匀分散;TA-Fe界面层的存在显著降低了GO/PVDF漏导电流及损耗,归因于绝缘界面层有效阻止了GO之间直接接触,抑制漏导电流;TA-Fe用量对体系介电性能有明显影响,随TA-Fe用量增大,体系的介电损耗和电导率显著降低。与GO/PVDF相比,质量分数2%的GO@TA-Fe/PVDF在100Hz下介电常数为1000,而介电损耗由19.8降低为0.08。本研究制备的高介电常数及低损耗的柔性GO@TA-Fe/PVDF纳米电介质材料在电子器件及电力设备领域具有潜在应用。     

环氧/石墨复合材料介电性能的研究

通过共混法制备了环氧/石墨复合材料,用SEM表征表面形貌。探讨了石墨填充量对复合材料介电性的影响,制备出一种介电常数达87.3、介电损耗为0.18的高介常低介损绝缘材料,为工业化生产低成本高储能密度电容器提供新思路。     

POSS/CE杂化复合材料的制备与介电性能研究

为制备介电常数(ε)低、介电损耗因子(tanδ)小的集成电路板用树脂基体,以笼型倍半硅氧烷(POSS)对双酚A型氰酸酯(CE)树脂进行改性,制备出一种POSS/CE无机-有机杂化复合材料。着重探讨了POSS用量和后处理工艺等对POSS/CE树脂体系介电性能的影响。结果表明:当w(POSS)=2%(相对于CE单体质量而言)、后处理工艺为240℃/3 h时,改性体系的介电性能相对最好,其测试频率为60 MHz时的ε(为2.9)和tanδ(为0.004 5)分别比纯CE树脂降低了9.4%和35.7%;该改性体系的表观活化能为51.9 kJ/mol。     

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。     

碳化硅/环氧树脂复合材料的制备及性能研究

分别采用固化剂D230、9035、acamine2636与环氧树脂E51混合,然后分别与用硅烷偶联剂(KH550、KH560、A171)处理的碳化硅颗粒混合,采用浇注法制备了碳化硅/环氧树脂复合材料。以材料的弯曲强度为评价方法,研究了3种不同固化剂构成的环氧树脂体系以及3种硅烷偶联剂对碳化硅/环氧树脂复合材料性能的影响,以及复合材料弯曲强度与材料中环氧树脂含量的关系。结果表明,3种固化剂中以D230、9035制备的材料性能为好;采用KH550、KH560处理碳化硅颗粒后的材料性能比不处理或采用A171处理碳化硅颗粒后的材料性能为好。随着复合材料中环氧树脂相含量的增加复合材料的弯曲强度下降。     

GB/HDPE复合材料拉伸性能及介电性能研究

采用小粒径玻璃微珠（GB）与HDPE熔融共混,研究了玻璃微珠用量及表面处理对复合材料拉伸性能及介电性能的影响。研究结果表明,无论玻璃微珠表面处理与否,GB／HDPE复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量均随着玻璃微珠用量的增加而增大;经过偶联剂KH550和EB151处理的玻璃微珠与HDPE复合后,拉伸强度和拉伸弹性模量有一定的提高。复合材料的介电常数随玻璃微珠用量增加呈现增大的趋势,经过改性的复合材料的介电常数比未经改性的有所增加,而玻璃微珠的添加和界面改性对介电损耗的影响不大。     

炭黑/环氧树脂复合材料的制备及电性能研究

介绍了以二氧化硅为分散剂的炭黑/二氧化硅/环氧树脂基复合材料的组成、制备、导电机理,渗流阈值及PTC效应。分析了影响其PTC效应的因素,包括炭黑粒子、聚合物基体以及材料的加工工艺等。     

PMMA/PZT复合材料的制备及电性能研究

采用有机物燃烧法制备了不同孔隙率多孔PZT陶瓷基体,在此基础上通过原位聚合法制备了PMMA/PZT压电复合材料。研究了复合材料的形貌与压电陶瓷体积含量对复合材料介电性能和压电性能的影响。结果表明,复合材料仍存在一定的孔隙率,随着PZT体积含量的增加,电性能参数呈非线性增加。当PZT体积含量为75%时,d33值达98 PC/N。     

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/碳纤维/环氧树脂复合材料的制备研究

采用高温模压成型法制备氮化硅/碳纤维/环氧树脂导热复合材料(SiN/CF/EP)。研究了34SiN用量和表面改性对SiN/CF/EP复合材料导热性能、导电性能和力学性能的影响。结果表明,复合材料3434的导热性能随SiN质量分数的增加而增大,当SiN质量分数为40%时,导热率为1.02W/mK;而3434SiN/CF/EP复合材料的导电率随SiN质量分数的增加而呈线性降低;力学性能则随SiN质量分数的增加先343434增大后降低。表面改性有助于进一步提高SiN/CF/EP复合材料的导热性能和力学性能。34     

氮化硅/羟基磷灰石复合材料的制备研究

主要用超声分散结合滴定工艺制备了氮化硅／羟基磷灰石(Si3N4/HAp)复合粉体，并经冷压成型、冷等静压成型及无压烧结制备了氮化硅／羟基磷灰石复合材料。X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)研究发现，氮化硅的加入促进了羟基磷灰石的分解，细化了晶粒，可降低羟基磷灰石的烧结温度。     

石墨烯/聚丙烯复合材料制备及性能研究

以石墨烯(GNPs)为填料对聚丙烯(PP)进行改性,通过球磨和熔融挤出共混的方法制备了一系列不同GNPs含量的GNPs/PP复合材料。用X射线衍射、扫描电子显微镜、电导率测试及拉伸测试等手段对复合材料的结构和性能进行表征分析,研究GNPs含量对复合材料性能的影响。结果表明:随着GNPs含量的增加,复合材料的电导率逐渐增大;当GNPs质量分数为15%时,复合材料的电导率达到0. 127 S/cm;复合材料的电阻逾渗阈值在GNPs质量分数为5%～8%之间。在力学性能方面,随着GNPs含量的增加,复合材料的拉伸强度呈现出先增加后降低的趋势;当GNPs质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度达到最大,为35. 658 MPa,比纯PP提高了21. 04%;复合材料的弹性模量随着GNPs含量的增加而增加,在GNPs质量分数为15%时,复合材料的弹性模量比纯PP提高了89. 6%,达到2 068. 54 MPa。本文对制备高导电和高强度的导电聚合物或者导电纤维母粒可以提供一定的参考价值。     

钛酸钡/聚苯醚/聚苯乙烯复合材料的力学性能及介电性能

采用熔融共混法制备了钛酸钡/聚苯醚(PPE)/聚苯乙烯(PS)复合材料,研究了钛酸钡含量对复合材料力学性能及介电性能的影响.结果表明,随着钛酸钡含量的增加,复合材料的密度逐渐增大,拉伸强度逐渐升高,断裂伸长率逐渐下降,弯曲强度和弯曲模量逐渐升高;介电性能也是逐渐增加,当钛酸钡含量为50份时,介电常数达到5.69.