非铁电巨介电压敏材料CCTO

本文主要介绍了近年来一种新型类钙钛矿型非铁电巨介电非线性压敏陶瓷材料——CaCu3Ti4O12,概述了其在晶体结构、相结构、微观形貌、多条件下介电特性和I-V特性等方面的研究进展。比较了CaCu3Ti4O12陶瓷的各种巨介电性理论和模型,阐述了压敏特性的起源。在讨论CaCu3Ti4O12陶瓷巨介电性和压敏特性机理的同时,指出了CaCu3Ti4O12作为介电材料和压敏材料的研究方向及应用的可能性。掺杂、复合及热处理工艺等对CaCu3Ti4O12电性能影响的系统性研究工作还需要进一步深入;纳米化可能会导致其某项特性的进一步提升,而薄膜化尽早与微电子领域的需要相结合会产生更广阔的应用空间。     

颗粒填充聚合物高介电复合材料

颗粒填充聚合物高介电复合材料兼具聚合物材料的易加工、低损耗、耐击穿性能和陶瓷材料的高介电等性能,还可使金属材料具备介电性能,可以广泛应用于电气、电子行业。本文综述了非均匀体系介电理论研究的历史背景,以及陶瓷、金属颗粒填充聚合物高介电复合材料的组成、制备及介电性能的影响因素,并着重讨论了界面相在复合材料研究中的重要性,最后展望了发展方向。     

介电高分子及其纳米复合材料的电容储能应用

静电电容器具有极快的放电速率和超高的功率密度,是先进电力与电子系统中的重要储能元件.介电高分子凭借其高击穿、可自愈、低损耗、低成本等优势成为了广泛使用的电容器电介质材料.然而,介电高分子能量密度偏低、热稳定性较差等问题制约了它们在大功率电力电子和紧凑型功率模块中的应用.为了提高介电高分子的能量密度和满足其在高温环境下的应用需求,我们开展了一系列研究.本文着重介绍了我们近年来在开发高性能聚合物基电介质材料及相关介电现象理论研究方面的进展.主要内容涵盖基于聚偏氟乙烯的铁电聚合物、共聚物、纳米复合材料,以及聚合物基高温介电材料的制备与表征,还包括介电纳米复合材料界面微区特性的研究.最后对介电高分子在电容储能应用领域仍存在的问题进行了总结,并展望了未来可能的研究方向.     

高储能密度聚合物基介电复合材料的研究进展

高储能密度电介质材料是电容器储能器件的核心,对高能武器和智能电网等先进装备领域有着非常重要的影响,近年来受到了广泛关注。相较于金属氧化物和陶瓷类介电材料,聚合物基介电材料具有密度低、易成型、损耗低、击穿强度高等优点。本文结合该领域发展现状,对聚合物基介电复合材料的设计、制备及相关性能研究进行了综述,并对其未来发展进行了展望。     

纳米无机粒子/聚合物复合材料界面结构的研究

纳米粒子具有许多特性,聚合物中加入纳米粒子可以制备得到性能更加优异的复合材料,其中纳米粒子和聚合物基体间的界面对决定纳米复合材料的性能起着重要作用.本文综述了近些年来表征纳米无机颗粒/聚合物复合材料中界面结构的研究手段,如红外光谱(FTIR)、热重(TGA)、电子显微镜、小角中子散射(SANS)及小角X射线散射(SAXS)等,及界面结构与复合材料力学性能和热稳定性关系的研究进展.同时也介绍了纳米粒子对复合材料的渗透、光催化、阻燃、介电及导电性能的影响.最后对这一领域的研究进行了展望.     

电致变形聚合物材料及其应用

电致变形聚合物材料(EISCP)是一类对电刺激有变形响应的材料,即在某一电场或电流的间歇或持续刺激下,该材料的形状会做出特定的变形响应,当电场或电流消失后,形状又会趋于恢复。EISCP在智能器件、人工肌肉、仿生机器人以及药物载体等领域有广泛的应用前景。本文提出将EISCP的变形机理分为电场响应型与电流响应型两大类,并进一步将两种机理细致划分。另外,从材料出发,综述了基于介电弹性体、铁电聚合物、电致液晶弹性体、电致伸缩接枝弹性体、碳纳米管复合材料、离子聚合物-金属复合材料、电致变形水凝胶、电致形状记忆聚合物及导电聚合物九种EISCP的研究进展及应用。最后,基于目前EISCP存在的一些问题(如响应速度慢、变形量小以及变形响应高度依赖"开-关"刺激等),对其发展做出了展望。     

六方氮化硼/聚合物导热复合材料研究进展

随着电子技术快速的发展,聚合物材料自身较低的热导率已不能满足现代电子器件的散热需求,因此提高聚合物热导率,实现高效率的传热具有重要意义。六方氮化硼(h-BN)具有良好的高电击穿强度,导热性能、介电性能、低吸湿率、高温耐氧化等诸多特性,是制备低介电常数、低介电损耗和高导热聚合物的理想填料。本文分别从目前制备BNNSs的主要方法及提高BN复合材料热导率的不同思路两个方面,综述了以六方氮化硼(h-BN)为填料的导热聚合物复合材料的研究现状。     

导电聚合物电致变色掺杂特征及表征参数

本文综述了电致显色材料的基本要求以及导电聚合物材料电致显色的机理、掺杂方式、掺杂特点。着重从电化学和紫外可见吸收光谱的角度阐述了电致显色材料的研究方法。通过改变电化学的过程,可获得一系列光谱特性,进而可得出导电聚合物掺杂和去掺杂过程对电致显色所产生的影响,为导电聚合物材料的改进和应用提供指导作用。最后,概述了目前电致显色材料研究的发展趋势。     

脂肪酸铕配合物掺杂聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯光致发光复合材料

合成了正己酸铕、正辛酸铕、月桂酸铕和硬脂酸铕4种不同碳链链长的脂肪酸铕配合物,通过哈克转矩流变仪将铕配合物(质量分数1%)机械掺杂于3种不同透明度的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)通用树脂中,制备了系列铕配合物掺杂聚合物光致发光复合材料,考察了配体、配合物、聚合物基体对复合材料的外观、透明性及其荧光性能的影响。 结果表明,4种脂肪酸铕配合物及其掺杂的复合材料在紫外光的激发下均在593、617 nm处发射强的Eu3+离子5D0→7F1、5D0→7F2跃迁的特征荧光;脂肪酸配体的碳链长短对铕配合物及复合材料的发光影响较小;PE、PP复合材料发光颜色与红光铕配合物相同,PS复合材料因基体PS和Eu3+离子的发光共同作用而呈现了玫瑰红的荧光发射。     

基于氧化铁颗粒与聚合物的纳米复合材料磁电容特性研究

对由Fe3O4纳米颗粒-聚二甲基硅烷(PDMS)聚合物材料所组成纳米复合材料磁电容特性进行了研究,提出了该复合材料的制备方法,并对其进行了表征、磁化特性测试以及零磁场环境下介电特性测试;分析了该复合材料的相对介电常数随环境磁场的变化关系以及具有不同含量、粒径纳米颗粒的复合材料磁电容特性差异.实验结果显示,该复合材料的相对介电常数随环境磁场的增大而增大,其变化曲线有一定的滞后特性;复合材料的相对介电常数变化量随材料中纳米颗粒粒径以及含量的增大而增大,但含有较大颗粒复合材料的相对介电常数变化曲线具有较大的滞后性.研究表明,该复合材料在环境磁场中能够产生磁电容效应,其相对介电常数随环境磁场的变化率、饱和值以及滞后性都会受到材料中包含的纳米颗粒的含量以及磁化特性(磁导率、饱和磁化强度、矫顽力)所影响.     

膨胀石墨/聚苯胺/Fe_3O_4复合材料的制备及吸波性能

采用原位聚合方法制备了膨胀石墨/聚苯胺(EG/PANI)复合材料,将Fe_3O_4负载于EG/PANI表面,得到具有电磁吸收性能的EG/PANI/Fe_3O_4复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)及矢量网络分析仪(VNA)等对复合材料的形貌、成分和吸波性能进行了研究.吸波性能分析结果表明,当掺杂浓度为0.05 mol/L,匹配厚度d=2 mm时,样品的最小反射损耗(RLmin)在8.64 GHz处达到-37 dB.随着掺杂浓度的增加,最小反射损耗峰向低频移动,对应的匹配厚度逐渐变厚.材料的介电弛豫极化、涡流损耗及λ/4模型的干涉相消现象出现的双峰,使EG/PANI/Fe_3O_4复合材料在电磁波吸收领域有一定的应用前景.     

离子液体中聚3-己基噻吩的制备及电致变色性质和器件的研究

以室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[BMIM]PF₆为溶剂及支持电解质,通过电化学方法制备聚(3-己基噻吩)(PHexT)膜。采用循环伏安法和扫描电子显微镜,对膜的电化学性质及形貌结构进行表征。同时通过紫外可见光谱、计时电流、计时库仑以及计时吸收曲线等方法研究聚合物膜的光谱电化学和电致变色特性,并在此基础上制备PHexT膜的电致变色器件。实验结果表明,在离子液体中制备的PHexT膜光滑致密,掺杂态时为蓝色,脱掺杂时为桔红色,并且具有高的颜色对比度 (40%),较短的响应时间 (2.5 s) 和高的电致变色着色效率 (230cm²/C),该膜制成的固态电致变色器件具有很好的电致变色性能和长的循环寿命。     

TiO2纳米微粒对聚苯胺性能的影响

纳米微粒具有量子尺寸效应, 其光、电、声及磁等方面的性能与常规材料有显著的不同, 其中以TiO2纳米微粒的电荷载体、光电活性中心、光学微腔和光电特性等特征[1,2]尤为引人注目. 导电聚合物的纳米复合材料是纳米材料的研究热点之一, 在导电材料、电流体和高密度信息存储材料等方面具有良好的应用前景[3]. 在导电聚合物中, 聚苯胺(PANI)因其具有较高的电导率, 原料便宜, 稳定性好而成为目前最有希望获得实际应用的导电聚合物[4～6]. 将纳米微粒和PANI制成复合材料, 其光电性能等与PANI相比均有所改变. 目前已相继有PANI-ZrO2, PANI-MnO2, PANI-SiO2纳米复合材料的报道[7,8], 而有关PANI-TiO2研究工作尚少见报道. 本文制备了PANI-TiO2纳米复合材料, 通过红外光谱、紫外可见光谱及透射电镜等探讨了复合材料的微结构及性能.     

界面聚合法合成聚邻苯二胺及其表征

邻苯二胺电聚合膜己广泛用于生物活性物质固定、电催化、腐蚀防护和电色材料研究,近期也用于制备分子印迹型化学/生物传感器[1,2]。人们已经研究了聚邻苯二胺的结构特性、性能及应用前景[3,4,5]。目前聚合物基纳米复合材料的制备方法主要有:分子自组装法、微乳液聚合法、电化学     

PTh / ZnO复合纳米粉的固相合成及其光谱特性

0引言导电聚合物/无机物纳米复合材料具有纳米材料和导电聚合物的共同特性,因此在电催化、二次充电电池材料、超级电容器材料等方面具有良好的应用前景[1]。聚噻吩(PTh)以及取代聚噻吩是导电聚合物领域中较早发现的具有环境稳定性和可加工性的材料之一。近年来,有关聚噻吩/无机物纳米复合材料的制备及其光电性能的研究倍受关注,Gebeyehu等[2]用PTh敏化纳米晶TiO2光伏电池,发现其光伏效率明显优于固态光伏电池;Jayant等[3]研究了PTh中的羧基基团的影响以及在纳米晶TiO2     

硅基聚合物前驱体转化陶瓷微观结构研究进展

聚合物前驱体转化法使得陶瓷材料的制备实现了可分子设计和可聚合物工艺加工,在陶瓷基复合材料、陶瓷纤维、功能涂层、特种胶粘剂等方面具有重要应用价值.不同于传统粉末烧结工艺,该方法涉及有机聚合物至无机陶瓷的转化过程,因此,聚合物前驱体的分子结构以及陶瓷化工艺对所制备陶瓷材料的微观结构和功能特性具有直接影响.本文综述了基于聚合...     

聚丙烯腈基聚合物电解质

详细介绍了锂离子电池用PAN（聚丙烯腈）基聚合物电解质的发展过程和制备方法，提出了PAN基凝胶型聚合物电解质所存在的主要问题，介绍了采用共聚和掺杂陶瓷材料对PAN的改性方法，并对聚合物电解质的离子传输机理作了初步探讨。     

FeCl3/共轭聚席夫碱复合材料的制备及介电性能

由戊二醛和对苯二胺通过缩合反应合成席夫碱聚合物,并将其与三聚氰胺交联构筑立体网状结构,再与氯化铁配位形成具有"海胆状"结构的FeCl_3/席夫碱复合材料,利用傅里叶红外光谱和扫描电镜对其进行表征。通过对比Fe~(3+)掺杂量分别为0.02、0.03、0.04 mol时复合材料半年前后的电导率、介电常数实部与虚部、介电损耗角正切值和科尔-科尔半圆的改变,发现静置后复合材料介电参数均大幅增长,介电弛豫从无到有,并且在刚合成时其介电常数虚部在3.664×10~6~1.000×10~7 Hz为负值,但经过静置后却转变为正值。其中,静置半年后,Fe~(3+)掺杂量为0.04 mol的席夫碱铁盐聚合物在102 Hz处的介电损耗角正切从0.02升至6.13,电导率从7.15×10~(-7)S·cm~(-1)升至2.19×10~(-5)S·cm~(-1),介电常数实部与虚部也大幅增加,介电损耗机理为二重介电驰豫。     

钕掺杂对（Ba0.6Sr0．4）TiO3／MgO陶瓷结构和性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜及介电性能测试,研究了Nd掺杂对42%(Ba0.6Sr0.4)TiO3/58%MgO(质量分数)复相陶瓷微结构和低频介电性能的影响.结果表明,添加O%～0.6%Nd203的材料均由(Ba,Sr)TiO3和Mgo两相组成,不含其他物相.随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的晶粒尺寸变大,晶粒结合更加紧密.适量的Nd2O3掺杂可以获得适中的介电常数和较高的介电可调度,并使材料的介电损耗显著改善.0.4%(质量分数)的Nd2O3掺杂使材料的居里温度从-24.6℃迅速降低至-79.2℃,并改善了材料的温度稳定性.这时材料具有很好的介电性能,室温下(约25℃),100 kHz时介电常数为103.0,介电损耗为0.0005,2V·μm-1偏置电场下样品的介电可调度为9.15%(10 kHz),能够满足移相器的应用要求.     

锶、铈和镧共掺杂铈钛酸锶钡陶瓷的固溶性和介电性能的研究

采用冷压陶瓷技术,制备了(Ba1-x-0.02SrxLa0.02)(Ti1-yCey)O3(x=0.05,0.10,0.15;y=0.03,0.04,0.05)(BSLTC)陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和介电温谱测试对BSLTC陶瓷的固溶性和介电性能进行调查。XRD结果表明,所有样品均为立方钙钛矿结构,La掺杂量为2%时,能够将(Sr,Ce)组合的固溶提高到(x=0.10,y=0.04)或(x=0.15,y=0.03)。介电结果表明,各样品的居里温度都在室温附近,介电峰明显宽化。其中,(x=0.05,y=0.03)组合的样品显示出最高的室温介电常数(ε’RT≈6000)和低介电损耗(tanδ<0.02),满足美国EIA"Y5V"高介电陶瓷材料指标。