三明治结构聚酰亚胺/SiO_2纳米复合薄膜电学性能研究

采用原位聚合法制备了三明治结构的Si O_2纳米掺杂聚酰亚胺(PI)复合薄膜Si O_2-PI/PI/Si O_2-PI。利用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征Si O_2纳米颗粒的分散状态及三层复合薄膜的断面结构,研究三层结构复合薄膜的介电性能、电导率、耐电晕性能和电气强度等电学性能。结果表明:Si O_2纳米颗粒可均匀地分散于聚酰亚胺基体中,三层复合薄膜具有清晰的界面分层;当Si O_2纳米颗粒掺杂量为20%时,三层复合薄膜的耐电晕老化时间最长,分别为纯PI和单层PI/Si O_2复合薄膜的26倍和2倍;当Si O_2纳米颗粒掺杂量为15%时,三层复合薄膜的电气强度达到最大值(280.6 k V/mm)。     

聚酰亚胺/纳米二氧化硅复合薄膜的结构和电学性能研究

在聚酰胺酸的二甲基乙酰胺溶液中,采用甲基三乙氧基硅烷为前驱体,水解原位产生二氧化硅纳米粒子的溶胶一凝胶工艺,制备了聚酰亚胺／纳米二氧化硅复合薄膜。采用红外光谱对薄膜进行了表征,并对薄膜的介电常数、介质损耗和体积电阻率随二氧化硅含量变化进行了分析和讨论。结果表明,二氧化硅的含量在10-15％之间,介电常数、介质损耗和体积电阻率达到最大值并与纯聚酰亚胺薄膜的性能提高;二氧化硅含量进一步增加性能下降并比纯聚酰亚胺薄膜的性能有所下降,加入偶联剂能在适当提高二氧化硅含量下提高薄膜的性能。     

耐高温无色透明聚酰亚胺/SiO_2纳米复合薄膜的合成及性能研究

通过采用硅烷偶联剂连接于独特设计的PI高分子主链,再原位接枝SiO_2纳米粒子的方法,制备了一种耐高温光学透明的半芳香型聚酰亚胺(PI)/SiO_2复合薄膜。结果表明:该PI/SiO_2复合薄膜中的SiO_2在较高的含量下仍能保持良好的分散性。经410℃退火后,PI/SiO_2复合薄膜仍能保持优良的光学性能和热稳定性,其热分解温度(Td)(0.1%失重)高于420℃,玻璃化转变温度(Tg)高于350℃,热膨胀系数与无机玻璃相当。     

二氧化硅/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法,以苯基三乙氧基硅烷（PTES）为前驱体制备了氧化硅溶胶,并以均苯四甲酸二酐（PMDA）和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为原料,用原位生成法制备了一系列不同掺杂量（质量分数）的PI/SiO2复合薄膜。分别采用热失重分析仪（TGA）、扫描电镜（SEM）、耐电晕测试装置和耐击穿测试装置对薄膜的热性能、电性能进行了测试。结果表明,掺杂量为15%时纳米氧化硅粒子在PI基体中分散均匀,掺杂量为10%,热分解温度达到最大值,并且在工频50 Hz,场强为60 MV/m的室温条件下,掺杂量为15%时复合膜的耐电晕时间最长为55.73 h,电气强度为327 MV/m高于纯膜。     

聚酰亚胺/纳米碳化硅复合薄膜的制备及性能研究

以均苯四甲酸二酐、4,4'-二氨基二苯醚、N,N'-二甲基乙酰胺为原料,经化学合成反应制备了聚酰亚胺/纳米碳化硅复合薄膜。采用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、阻抗分析仪等手段表征了材料的结构及介电性能。结果表明,该复合薄膜的介电常数比纯聚酰亚胺和碳化硅均显著降低,吸水率下降。这种材料有望替代聚酰亚胺/二氧化硅复合材料,作为低介电常数的微电子介质材料。     

聚酰亚胺／蒙脱土纳米复合薄膜的制备和性能研究

本文以均苯四甲酸二酐（PMDA）和4,4’－二氨基二苯醚（DAPE）作主要原料合成的聚酰亚胺（PI）为基体,以有机化蒙脱土（MMT）为无机相,制备了聚酰亚胺／MMT纳米复合薄膜,采用透射电镜（TEM）,X射线衍射（XRD）对薄膜微相形态结构进行了分析测试,考察了薄膜的拉伸强度,电气性能和热性能。     

纳米氮化铝/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为原料,分别采用机械搅拌法与高速砂磨法制备了一系列不同氮化铝(AlN)掺杂量的氮化铝/聚酰亚胺复合薄膜(AlN/PI).测试了复合薄膜的力学性能、热稳定性及电性能,并采用扫描电镜(SEM)观察了薄膜的断面形貌,系统分析了无机含量以及两种制备方式对复合薄膜各项...     

聚酰亚胺/纳米氧化铝复合薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺／A1203,纳米复合薄膜,通过测定胶液在贮存过程中粘度的变化研究了纳米复合胶液的贮存稳定性,采用热失重分析、拉伸强度和体积电阻率等测试方法研究了纳米复合薄膜的性能。结果表明,当A1K）,含量不大于14％时,纳米Alz03前驱体的存在对纳米复合胶液的贮存稳定性影响不大或基本上没有影响;与纯PI薄膜相比,Ah03含量不大于5％时,纳米复合薄膜的表观分解温度、拉伸强度以及常态下的体积电阻率均有明显提高：纳米A120,的存在有利于改善高温电性能。     

聚酰亚胺/纳米二氧化硅复合薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺／纳米二氧化硅(SiO2)复合薄膜,研究了SiO2含量对复合膜性能的影响。结果表明,复合膜的密度随SiO2含量的增加而增大,与其SiO2含量基本上呈线性关系;与纯聚酰亚胺薄膜相比,复合膜中SiO2含量达到30～40％时,导热系数可提高1倍以上;表观分解温度随SiO2含量的增加先增大后减小,SiO2含量大约在10～20％时达到最大值;SiO2含量不大于10％时,拉伸强度变化不大或略有增加,随着SiO2含量的继续增加,拉伸强度则迅速下降;复合膜常态下的体积电阻率当SiO2含量不大于10％时变化不大,但体积电阻率受湿度影响较大。     

温湿度对掺杂纳米氧化铝的聚酰亚胺薄膜耐电晕性能影响研究

为了探究温度和湿度对掺杂纳米氧化铝的聚酰亚胺(PI)薄膜耐电晕性能的影响,文中通过原位聚合法制备了氧化铝粒径为20 nm的聚酰亚胺/氧化铝(PI/Al2O3)复合薄膜,在高频方波脉冲下进行纯膜和纳米膜的耐电晕实验,运用扫描电镜对电晕老化前后的薄膜形貌进行分析。实验结果表明:同一电压下,纳米膜耐电晕性能优于纯膜,纳米粒子可改变电荷传输通道,并浮于聚合物表层阻挡进一步侵蚀。随着温度升高,聚合物降解产生的气体分布在基体中,易造成电场畸变而加剧侵蚀,导致薄膜寿命缩短;且纳米膜热导率高于纯膜,故高温环境中耐电晕性能较好。随着相对湿度增大,纳米膜耐电晕寿命先增大后减小,主要是因为相对湿度较低时,水分可在纳米粒子周围形成"水壳",增大了纳米粒子间重叠区域,增加了电荷消散传输通道;而相对湿度较高时,聚酰亚胺分子水解产生大量离子基团及小分子,造成电场畸变加剧电晕侵蚀作用更大。     

聚酰亚胺纳米复合薄膜耐电晕机理研究

聚酰亚胺(Polyimide,PI)因其具有良好的热稳定性和优异的耐电晕特性广泛应用于变频电机中,添加纳米粒子可以有效提高PI薄膜的绝缘性能。为了系统的研究PI纳米复合薄膜的耐电晕机理,利用原位聚合法制备了纯PI膜和纳米Al2O3掺杂的PI膜,测试两种薄膜的表面电导率、体积电导率、热失重(TGA)以及高频方波脉冲下的耐电晕时间,并用SEM观测两种薄膜击穿后的表面形貌。结果表明:添加纳米粒子使PI薄膜的电导率、热分解温度和耐电晕时间增加;电晕放电的侵蚀使得两种薄膜表面都出现微孔和沟壑,PI/Al2O3薄膜表面析出纳米粒子;在电晕侵蚀过程中,纳米PI薄膜强的表面电荷扩散能力和高的热稳定性,加上析出的纳米粒子对电子和光子的屏蔽阻挡作用,是PI薄膜耐电晕性能增强的主要原因。     

无机纳米粒子改性聚酰亚胺电学性能研究现状

从无机纳米粒子杂化聚酰亚胺（PI）角度出发,综述和评论近年来国内外对PI杂化材料介电常数、电导率、电气强度和耐电晕性等的研究现状,阐述不同无机纳米粒子掺杂对PI材料电学性能的影响,分析PI杂化过程中存在的问题,并展望了PI杂化材料可深入研究的方向。     

聚酰亚胺纳米复合薄膜的低温电气强度研究

介绍了在77K的低温条件下复合薄膜电气强度的测试方法,研究了聚酰亚胺／蒙脱土、聚酰亚胺／云母、聚酰亚胺／SiO2 3个系列的低温电气强度,分析了填料含量等因素对薄膜电气强度的影响。研究结果表明：前两个系列填料对电气强度的影响趋势相同,均存在最佳填料含量,聚酰亚胺／蒙脱土系列电气强度最佳可达215．77MV／m;而聚酰亚胺／SiO2系列,电气强度比纯PI薄膜略有下降,且含量较高时下降明显,但仍然可以满足应用的要求。     

聚酰亚胺/氧化硅/氧化铝纳米复合薄膜的制备及性能研究

通过正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷及异丙醇铝在聚酰胺酸的N,N-二甲基乙酰胺溶液中的溶胶凝胶反应,制备了具有一定SiO2和Al2O3质量百分含量的聚酰亚胺复合薄膜。并且分别利用原子力显微镜和傅立叶变换红外光谱对薄膜进行界面形态和微观结构分析。并讨论了无机组分对薄膜的热性能和电性能的影响。结果表明,聚酰亚胺复合薄膜中的无机组分的分散性良好,与聚酰亚胺基体形成了很好的纳米复合体系,经试验研究证明了无机组分的引入大大提高了薄膜的耐局部放电学性能和耐热性能。     

Co掺杂对纳米TiO_2薄膜磁电阻特性的影响

为了研究复合纳米TiO_2材料的磁电阻特性,通过磁控溅射方法和原位退火工艺制备了Co掺杂TiO_2薄膜样品。利用X射线衍射仪和扫描探针显微镜观测薄膜样品的微结构特征,利用振动样品磁强计和多功能物理性质测量系统测试样品的磁特性和磁电阻。结果表明,Co掺杂量对TiO_2薄膜的磁电阻特性有重要影响:磁性金属含量较高的薄膜样品出现较大的磁电阻,磁电阻峰值为-14%,峰值温度为250K;磁性金属含量较低薄膜样品具有较小的磁电阻值;由于Co掺杂影响了薄膜的微结构和导电性,导致出现了特殊的磁电阻效应。     

聚酰亚胺/纳米氧化钛复合薄膜的介电性能研究

采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料。通过透射电镜研究了纳米TiO2粒子在聚酰亚胺基体中的分散状态,并在此基础上研究了纳米TiO2填加量对该复合材料介电性能的影响。结果表明,随着纳米TiO2含量的增加,聚酰亚胺/纳米TiO2复合材料的体积电阻率和电气强度出现不同程度的劣化,并造成了介电常数和介质损耗因数的增加,但是材料的耐电晕性能显著增强,在12MV/m的电场强度下,纳米TiO2含量15%的PI薄膜的耐电晕寿命为纯PI薄膜的40多倍。     

无色透明聚酰亚胺-二氧化硅纳米复合薄膜的制备与性能

采用1S,2R,4S,5R-氢化均苯四甲酸二酐(H-PMDA)与含氟芳香族二胺2,2′-双(三氟甲基)联苯二胺(TFMB)通过一步高温溶液缩聚法制备了TFCPI半脂环族聚酰亚胺树脂及相应的无色透明聚酰亚胺薄膜TFCPI-0。采用TFCPI树脂基体,通过机械共混法与胶体纳米二氧化硅(SiO₂)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)分散液进行复合,制备了一系列不同SiO₂含量的无色透明聚酰亚胺复合薄膜。结果表明：当纳米SiO₂在复合薄膜中的质量分数为25%时,制备的TFCPI-25复合薄膜在450 nm波长处的透光率(T₄₅₀)与黄度指数(b^*)分别为87.8%与1.56,较TFCPI-0薄膜仅略有下降(T₄₅₀=88.5%,b^*=0.91)。TFCPI-25复合薄膜在氮气中的5%失重温度(T_5%)和玻璃化转变温度(T_g)与TFCPI-0薄膜处于同一水平。但TFCPI-25复合薄膜在50℃时的储能模...     

聚酰亚胺/纳米Al2O3复合薄膜的介电性能

为了提高聚酰亚胺(PI)的耐电晕性能,采用原位分散聚合法制备了聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料,并采用透射电子显微镜(TEM)对纳米Al2O3的分散状态进行了表征。研究了纳米Al2O3填加量对该复合材料耐电晕性能和其它介电性能的影响,结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,材料的耐电晕性能显著增强,在±910V(双极性)、15kHz条件下,纳米Al2O3质量分数为20%的PI薄膜的耐电晕寿命达到极大值,为纯PI薄膜寿命的25倍,聚酰亚胺/纳米Al2O3复合材料的体积电阻率和击穿场强没有明显的劣化,而相对介电常数和损耗角正切有所增加。     

无机纳米掺杂对聚酰亚胺绝缘性能影响

为了研究无机纳米粒子掺杂对聚酰亚胺(polyimide,PI)绝缘性能影响,文中利用原位聚合法制备了PI、10%(质量百分数)的PI/SiO_2膜和PI/Al_2O_3膜,测试了其电导率(表面、体积电导率)、热失重(TGA)以及击穿场强,并得到了方波脉冲电压下耐电晕时间随温度的变化曲线。结果表明:PI/SiO_2膜、PI/Al_2O_3膜、PI膜的电导率依次降低,而击穿场强则相反;当失重5%时,PI/Al_2O_3膜和PI/SiO_2膜的热分解温度比纯PI膜分别高了17.5℃和11℃。随着温度的升高,3种薄膜的耐电晕时间都在减小,且2种纳米膜的耐电晕时间都高于纯PI膜;当温度小于210℃时,由于PI/SiO_2膜的电导率最高,所以其耐电晕时间最长;当温度大于210℃时,由于PI/Al_2O_3膜的热导率最高以及热稳定性最好,所以其耐电晕时间最长。无机纳米粒子引入的有机—无机界面以及纳米粒子的高热稳定性是影响PI膜绝缘性能的主要原因。研究为变频电机的匝间绝缘水平的提高提供了理论依据。