硅烷偶联剂对聚苯胺/钛酸钡复合粒子的结构影响

采用不同类型的硅烷偶联剂对钛酸钡进行表面修饰,实施接枝聚合,制备聚苯胺/钛酸钡核壳结构的复合粒子.借助SEM、XRD和TG等分析方法对复合粒子的表观形貌和结构进行表征,应用Gaussian 03软件对硅烷偶联剂分子在钛酸钡表面接枝的几何构型进行计算.理论计算与实验结果表明,采用硅烷偶联剂后,在钛酸钡表面有效地实施了接枝聚合,硅烷偶联剂的类型对包覆量和复合粒子的密度有着显著的影响,反应型的硅烷偶联剂能够更好地作用于钛酸钡的表面,形成稳定核壳结构的复合粒子.     

聚苯胺/钛酸钡复合粒子的合成及结构表征

采用硅烷偶联剂对钛酸钡进行表面修饰,并实施接枝聚合,制备聚苯胺/钛酸钡壳核型的复合粒子.采用SEM、XRD等分析方法对复合粒子的表观形貌和结构进行表征,并应用Gaussian 03软件对硅烷偶联剂分子在钛酸钡表面接枝的几何构型进行计算.结果表明,采用硅烷偶联剂后,苯胺在钛酸钡表面有效地实施了接枝聚合,形成壳核结构,与理论计算结果一致.     

炭黑粒子表面改性及其电磁特性研究

采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡改性炭黑的复合粒子,并观察和分析了改性后粒子的颗粒结构、体电阻率和介电性能.经XRD分析可知复合粒子中存在钛酸钡和炭黑;TEM和SEM研究表明,通过溶胶-凝胶法在炭黑表面包覆了钛酸钡绝缘层,从而使得改性后的炭黑粒子之间不能建立发达的导电网络,复合粒子导电性能降低.研究表明钛酸钡改性对复合粒子的电导率和介电性能有着重要影响.     

纳米二氧化钛、钛酸钡的有机化学修饰及其电流变效应

采用纳米氧化钛,钛酸钡作为复合电解质微粒核,在一定条件下将制备的氧化钛,钛酸钡纳米粒子表面修饰一层含有酰胺基和不含酰胺基的有机物,然后将所得到的微粒与硅油按一定体积比混合后,测量其电流变效应.对含酰胺基的有机物和不含酰胺基的有机物包裹后所制备的电流变液效应进行比较,讨论了在电流变液制备过程中有机物的结构,研磨过程和温度等因素对电流变液性能的影响.采用X射线衍射,傅立叶变换红外光谱,透射电子显微镜对核-壳型纳米复合结构进行了表征.     

原位复合聚苯胺/钛酸钡纳米粒子表征

采用原位复合方法制备出聚苯胺／钛酸钡纳米复合粒子,借助IR,TEM,TG和DTA等分析手段研究其复合过程及获得的复合粒子的性能。结果表明：其聚苯胺形成过程的单独的苯胺氧化聚合过程类似;复合粒子的粒径为2－3μm,钛酸钡以5－10nm晶粒分散于聚苯胺基之中,钛酸钡与聚苯胺的质量比为0．91,聚苯胺的热稳定性提高60℃以上;复合粒子的电导率在10^0-10^-11S/cm之间可通过掺杂或反掺杂调节。     

钛酸钡化学原位改性炭黑粒子的电磁性能

采用溶胶-凝胶法制备出了钛酸钡改性炭黑的复合粒子,并观察和分析了改性粒子的颗粒成分、结构、微波介电特性及其对电磁波的吸收性能.XRD分析可知复合粒子中含有钛酸钡晶体和炭黑.TEM研究表明,溶胶-凝胶法很好地在炭黑表面包覆了一层钛酸钡绝缘层,从而使得基体中的炭黑粒子形成导电孤岛.结果表明钛酸钡改性对不同炭黑含量有着不同的影响:当炭黑体积含量较低时(＜20%),钛酸钡的包覆降低了复合材料的吸波效能;当体积百分含量超过20%时,钛酸钡的包覆提高了复合材料的吸波效能.这主要是因为钛酸钡包覆炭黑粒子形成的"导电孤岛"对复合材料的电性能影响的缘故.     

壳-芯型复合陶瓷材料的制备及其电磁特性

为了提高吸波剂对电磁波的吸收性能, 采用溶胶-凝胶法制备了表面包覆有一定厚度的炭黑薄膜的钛酸钡复合粒子. 并利用XRD和TEM方法对其形貌结构进行了分析; 同时研究了复合粒子的导电性能、电磁参数以及对电磁波的吸收性能. 结果表明: 钛酸钡颗粒的直径在50～70nm之间, 包覆层厚度为10～20nm. 包覆工艺显著改善了材料的导电性能并提高了介电常数, 而且随着复合粒子在吸波材料基体中的含量不同, 对电磁波的吸收性能也有着不同的影响: 当吸收材料中复合粒子含量达到或超过20wt%时, 复合粒子明显改善了吸收材料对电磁波的吸收性能.     

聚苯胺修饰草酸氧钛钡电流变性能的研究

采用原位氧化聚合法对草酸氧钛钡(BTO)粒子进行聚苯胺(PAn)修饰.发现聚苯胺的修饰极大地改善了草酸氧钛钡粒子与硅油的漫润性和所配制的电流变液的力学性能.当聚苯胺的修饰量为1.7%时,复合粒子表现出最佳的电流变效应,其静态剪切应力高达54.5kPa,是未修饰草酸氧钛钡粒子电流变液剪切应力的3.3倍.界面极化能力的增强和浸润性的改善是其ER性能显著提高的主要原因.     

聚苯胺/铁氧体复合颗粒的合成与表征

采用原位复合法制备导电聚苯胺磁性复合颗粒,借助FTIR、XRD、UV-Vis、TEM和VSM等分析手段研究了复合粒子的形貌、结构及其光、电和磁性能.结果表明:BaFe8(Ti0.5Mn0.5)4O19以约12 nm的粒径分散在聚苯胺基体中,聚苯胺与铁氧体之间存在化学键合作用,一定程度上减小了铁氧体纳米粒子的团聚;PANI/BaFe8(Ti0.5Mn0.5)4O19复合颗粒同时具有导电性和磁性能,其导电性随聚苯胺含量的增加而增强,而比饱和磁化强度随之下降;当聚苯胺含量为54.91%时,复合颗粒电磁学性能为He=92 kA/m,σs=11.54 Am2/kg,σr=4.97 Am2/kg,σ=13.1 S/m.     

改性钛酸钡/聚间苯二甲酰间苯二胺复合薄膜的制备与介电性能

通过在钛酸钡纳米颗粒表面羟基化处理后用十八烷基异氰酸酯进行化学接枝改性,然后将改性后的钛酸钡纳米粒子加入到聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)浆液中,采用刮涂法制得耐高温的高性能PMIA介电复合薄膜。通过红外研究了复合粒子表面官能团变化;通过热重研究复合薄膜和复合粒子的热稳定性;利用X射线光电子能谱分析材料的元素成分和相关的化学键种类,表明十八烷基异氰酸酯成功地接枝到纳米钛酸钡表面;通过扫描电镜研究了复合薄膜的断面形貌,表明经过改性后的纳米钛酸钡改善了其与PMIA基体的相容性;通过宽频介电阻抗谱仪研究不同条件下复合薄膜的介电性能变化。结果表明,当改性钛酸钡纳米粒子质量分数为15%时,复合薄膜的介电常数是纯PMIA膜的5.4倍,同时保持了较低的介电损耗;同时,当温度到达120℃时,复合薄膜依然保持了良好的介电性能,能满足高温环境的应用要求。     

插层高岭土/改性氧化钛纳米复合颗粒及其电流变性能

采用插层法制备出甲酰胺插层高岭土,然后通过液相沉积法制备了插层高岭土/改性氧化钛纳米复合颗粒.XRD、FT-IR测试结果表明极性物质甲酰胺很好的插入层状黏土高岭土中,且插层率受反应时间影响显著.SEM照片证实了改性氧化钛包覆于高岭土上.该纳米复合颗粒所配电流变液具有较好的电流变效应,电流变效应受钛酸丁酯用量显著改变.通过介电性能解释了电流变液性能优良的原因,为制备高性能电流变液提供理论依据.     

锆钛酸铅/聚苯胺/聚氨酯三元阻尼复合材料

为减少压电陶瓷/导电填料/聚合物阻尼复合材料中填料的含量,制备了锆钛酸铅(PZT)/聚苯胺/聚氨酯三元复合材料,其中,聚苯胺(PANI)通过原位聚合的方法包覆于压电陶瓷粒子的表面.采用FTIR,TGA,SEM、EDS研究了PANI包覆PZT的组成和形态.用DMA评价了复合材料的阻尼性能.结果表明,通过原位聚合的方法能够制备PANI包覆的PZT粉末;三元复合材料的阻尼性能与PANI的导电率有关,在一定的PANI导电率时达到最大,并且在任意导电率下均高于单一聚氨酯.用PANI包覆的压电陶瓷与聚合物复合,能够提高聚合物的阻尼性能.通过调整PANI的导电率,可以使材料的阻尼性能达到相应振动频率下的最大值.     

PVDF/改性BaTiO3复合材料介电性能研究

用硅烷和钛酸酯偶联剂对BaTiO3粉进行了表面处理，使用溶剂法制备了PVDF／BaTiO3复合薄膜，通过疏水亲油实验定性地分析了硅烷和钛酸酯偶联剂对BaTiO3粉的偶联作用可以改善PVDF／BaTiO3的界面结合，通过测定PVDF／BaTiO3的介电常数和介电损耗角正切值表征了复合材料的介电性能，PVDF／BaTiO3扫描电子显微镜（SEM）的微观形态分析发现，经过偶联剂表面处理，BaTiO3粉在PVDF中的分散情况改善，偶联剂的用量对微观形态影响较大。     

Characterization of dielectric barium titanate powders prepared by homogeneous precipitation chemical reaction for embedded capacitor applications

Various articles have reported that a highly pure and uniform form of barium titanate can be prepared by homogeneous precipitation. However, most of these works emphasize the mechanism of thermal decomposition of barium titanyl oxalate tetrahydrate, and only a few have discussed morphology or particle size. The morphology and particles size of barium titanyl oxalate tetrahydrate are governed by reaction temperature, pH value and solvent ratio; the barium titanate structure can be obtained by calcinating barium titanyl oxalate tetrahydrate above 600 °C or hydrothermally in a basic solution at 200 °C. The final morphology of barium titanate in this investigation was similar to that of barium titanyl oxalate tetrahydrate and the particle size of barium titanate increased with the calcination temperature. Using this barium titanate in a polymer/ceramic composite provided better dielectric characteristics than commercial ceramic powders use in embedded capacitor applications.     

界面改善对P(VDF-co-CTFE)/BST复合材料介电和储能性能影响

用溶胶-凝胶法合成了钛酸锶钡(BaSrTiO3,BST)陶瓷,获得了粒径为50nm左右的高活性纳米陶瓷粉体,并通过硅烷偶联剂(KH550)进行了表面处理。将表面处理后的BST粉末与含氟铁电聚合物聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(P(VDF-co-CTFE))采用0-3方式进行了复合。然后通过溶液流延法在石英片上制备了P(VDF-co-CTFE)/BaSrTiO3复合材料厚膜,并进行了淬火处理。采用XRD、TEM、TGA和SEM表征了纳米陶瓷和复合材料形貌。结果表明KH550可以有效地作用于高介电常数BST陶瓷颗粒表面。KH550处理后的复合材料具有更大的介电常数(εr>33),更高耐电场强度(Eb>270MV/m)和较低的损耗。界面处理同时可以有效提高复合材料的饱和极化强度(Ps),降低剩余极化强度(Pr),使其储能密度(Ue)达6.8J/cm3。总体结果表明,两相界面改善后的聚合物/陶瓷复合材料在高储能密度领域中具有广泛的应用前景。     

Synthesis of nm-sized barium titanate crystallites using a new LTDS method and their characterization

A new LTDS method was established to synthesize nm-sized barium titanate crystallites with particle sizes around 10 nm. This LTDS method was the following two features, i.e., (1) a heat of neutralization in a neutralization reaction between strong acid and base can be used as a driving force for a formation of barium titanate, and (2) barium titanate crystallites can be directly synthesized from Ti and Ba ions, not via intermediates. Therefore, using the LTDS method, it can be expected that there is no minimum limit in particle sizes, and also no contamination in barium titanate crystallites. At first, optimum conditions for a formation of barium titanate were screened at various reaction temperatures and Ba/Ti atomic ratios in the starting materials. As a result, the formation of barium titanate was found at higher reaction temperatures than 50°C and higher Ba/Ti atomic ratios than 5. Under a constant temperature, particle sizes decreased with increasing Ba/Ti atomic ratios while under a constant Ba/Ti atomic ratio, particle sizes were independent of reaction temperatures. Finally, barium titanate crystallites with particle sizes below 10 nm were first prepared. These particles were also characterized using various methods.     

三维多孔结构聚苯胺/石墨烯复合材料的制备及电化学性能

以自制聚苯胺水凝胶和氧化石墨烯为原料采用原位聚合法和溶液灌注法制备三维多孔结构的聚苯胺/氧化石墨烯复合材料,然后在氢碘酸的还原下制备聚苯胺/石墨烯复合材料。采用红外光谱法、场发射扫描电子显微镜和热重分析法对制备的复合材料的结构、形貌和组成进行表征,并采用三电极测试方式对其电化学性能进行测试。结果表明,氧化石墨烯的掺入能有效防止聚苯胺和氧化石墨烯的团聚和堆叠问题,获得了具有良好三维多孔结构的聚苯胺/氧化石墨烯复合物;聚苯胺/氧化石墨烯复合材料被氢碘酸还原后,得到的聚苯胺/石墨烯复合材料的热稳定性有所降低,但其比电容和导电性等有了很大的提高,在电流密度为0.5 A/g时,PANI/GO和PANI/r GO的比电容分别为240.38 F/g和321.91F/g。     

热处理对无烟煤/聚苯胺复合材料电容性能的影响

先对无烟煤进行低温真空热处理,除去在无烟煤的孔隙内和外表面吸附的低分子碳氢化合物,再将苯胺引入无烟煤的孔隙和外表面上,原位聚合制备出无烟煤/聚苯胺复合材料。分别用氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、电化学工作站和电阻率测定仪对其微观结构与电容性能进行了表征,结果发现:低温真空热处理增大了无烟煤的比表面、孔容和孔径,且没有破坏煤的大分子骨架,促进了煤大分子与聚苯胺链间的氢键作用,有效地改善了复合材料的电容特性。无烟煤经140℃真空热处理150min后制得的复合材料,在表面有均匀的微纳米级聚苯胺颗粒附着,比电容达到231.60F/g(3.33A/g),且循环可逆性更好。