聚酰亚胺/钽铌酸钾纳米颗粒复合材料结构与机械性能分子动力学模拟

利用多尺度建模方法构建了聚酰亚胺/钽铌酸钾纳米颗粒复合物模型, 通过分子动力学模拟研究了不同尺寸钽铌酸钾纳米颗粒(5.5, 8.0, 9.4, 10.5, 11.5 Å)对复合材料的结构、弹性模量和相互作用能的影响规律, 并通过计算纳米颗粒表面原子键能和单位表面积原子数目探究了复合物机械性能提高的内部机理. 聚酰亚胺和聚酰亚胺/钽铌酸钾复合材料的杨氏模量分别为2.91和3.17 GPa, 泊松比分别为0.37和0.35, 钽铌酸钾纳米颗粒的引入可以显著改善聚酰亚胺的机械性能. 纳米颗粒表面原子的键能为8.62-54.37 kJ·mol^-1, 表明颗粒与基体主要通过范德华力作用结合且有氢键存在. 计算结果表明, 相同掺杂比例下, 纳米颗粒尺寸越小, 纳米颗粒表面原子数目越大, 颗粒与基体作用更强, 杨氏模量的提高幅度越大, 尺寸效应越显著. 因此, 掺杂小尺寸纳米颗粒是提高聚酰亚胺机械性能的有效途径.     

聚酰亚胺薄膜的电致发光和光致发光

测量了氙灯辐照后聚酰亚胺(PI)薄膜的光致发光(PL)强度、PL谱和氙灯辐照后直流高电场下PI薄膜的电致发光(EL)强度、EL谱、XRD谱和吸收光谱,研究了其EL、PL特性与微观结构的关系.结果表明:PI薄膜的PL强度随测量时间呈指数衰减,EL强度随场强呈指数增长;辐照39 h后,PI的预击穿场强为2.56MV/cm,...     

Optoelectronic characterisation of an individual ZnO nanowire in contact with a micro-grid template

Optoelectronic characterisation of an individual ZnO nanowire in contact with a micro-grid template has been studied.The low-cost micro-grid template made by photolithography is used to fabricate the ohmic contact metal electrodes.The current increases linearly with the bias,indicating good ohmic contacts between the nanowire and the electrodes.The resistivity of the ZnO nanowire is calculated to be 3.8 ·cm.We investigate the photoresponses of an individual ZnO nanowire under different light illumination using light emitting diodes(λ = 505 nm,460 nm,375 nm) as excitation sources in atmosphere.When individual ZnO nanowire is exposured to different light irradiation,we find that it is extremely sensitive to UV illumination;the conductance is much larger upon UV illumination than that in the dark at room temperature.This phenomenon may be related to the surface oxygen molecule adsorbtion,which indicates their potential application to the optoelectronic switching device.     

聚酰亚胺/功能化石墨烯复合材料力学性能及玻璃化转变温度的分子动力学模拟

应用分子模拟方法,建立了聚酰亚胺(polyimide,PI),石墨烯及羧基、氨基、羟基功能化石墨烯模型,探究了聚酰亚胺和石墨烯,聚酰亚胺和功能化石墨烯共混后复合材料的力学性能和玻璃化转变温度(T_g).研究结果表明,羧基修饰的石墨烯与PI复合后材料力学性能增加显著,其杨氏模量和剪切模量分别为4.946 GPa和1.816 GPa.不同官能团修饰的石墨烯引入PI后材料的T_g均有不同程度下降;未修饰的石墨烯与PI复合后,其T_g(559.30 K)较纯PI的T_g(663.57 K)降幅最大;而羧基修饰的石墨烯与PI复合后T_g(601.61 K)降幅最小.计算比较了PI/石墨烯复合材料体系密度、溶解度参数、相互作用能、弹性系数和氢键平均密度,研究发现羧基修饰石墨烯/PI复合材料的密度为1.396 g·cm~(-3),溶解度参数为23.51 J~(1/2)·cm~(-3/2),其相互作用能与氢键平均密度最大,弹性系数显示羧基修饰石墨烯与PI组成的复合材料内部最均匀.计算结果表明,羧基功能化石墨烯可以大幅度提高PI的力学性能,增强石墨烯与PI之间的相互作用可以减少复合材料T_g的降幅程度.此基体间相互作用的研究方法可以作为预测聚合物基纳米复合材料结构与性能的有效工具,以期为材料的设计与应用提供理论指导.     

聚乙烯薄膜中空间电荷短路放电复合率的发光法研究

通过对在直流高压作用下低密度聚乙烯薄膜中注入的空间电荷的短路放电发光测量,研究了聚乙烯薄膜中空间电荷的复合率.通过短路放电光子数的测量及定量分析考察了电压极性、场强大小及加压时间对短路下电荷复合率的影响.结果表明发光强度（复合率）随外加场强的变化明显,而与加压时间的关系不显著.但场强高于80 MV/m时发光强度（复合率）的增大速度变慢.结合本实验结果及他人的相关数据,得出了聚乙烯薄膜样品的发光效率约为5.9×10^-6,短路初始阶段的0.2 s内样品的电荷复合率约为2.8%. 关键词： 空间电荷 短路放电 复合发光 复合率     

高直流电场下PET薄膜的电致发光及其可靠性

用自制电致发光(Electrolum inescence-EL)测量装置测试了直流高电场下聚对苯二甲酸乙二酯[poly(ethylene terephthalate)-PET]薄膜EL的光强和光谱。实验表明:PET的发光光强随所加电场而增大,在4.00MV/cm附近发生预击穿。EL光谱在300~400nm、400~460nm、500~600nm和680nm附近存在发射峰,其中500~600nm峰带相对较强,预击穿信号出现后680nm附近的峰带增加很快。为了评价PET的介电性能,本文对实验数据用双参数Weibull分布解析法计算,得出了该薄膜在(24±1)℃,阶跃加压条件下的寿命和击穿电场的累积失效概率和可靠度方程,Weibull假设检验结果表明,实验结果服从Weibull分布。