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.     

The Effect of the Semiconductive Screen on Space Charge Suppression in Cross-Linked Polyethylene

The space charge distributions of cross-linked polyethylene （XLPE） with Borouge＇s BorlinkTM semiconductive screen type LE0550 and LE0595 from a pulsed electro-acoustic method are obtained. The contact interface morphology at the semiconductive screen and the structure of XLPE near the interface are characterized. The dielectric spectrum and the conductivity current of XLPE with the different semiconduetive electrodes are com- pared. The semiconduetive screen changes the structure and the dielectric characteristic of XLPE near the contact interface, which may be the main reason for space charge suppression in XLPE with Borouge＇s type LEO550 semiconduetive screen.     

基于类耿氏效应的低密度聚乙烯中空间电荷包行为的模拟仿真

低密度聚乙烯材料中的空间电荷包现象通常会引起严重电场畸变而影响其击穿特性. 本文借鉴半导体中的耿氏效应的负微分迁移率机理来描述电荷包的形成机理,并结合载流子的注入条件及体内陷阱对电荷迁移的影响等因素,对文献中报道的两类外加场强不同且迁移趋势各异的空间电荷包行为进行了模拟仿真,模拟的电荷包大小随电场变化规律,电荷包迁移速率随时间变化规律等与相应实验结果符合.模拟结果表明,产生耿氏效应的负微分迁移率是造成电荷包非弥散传输的主要原因,其与材料电极注入情况及体内陷阱态的共同作用导致了空间电荷包行为迁移的多样性. 关键词： 空间电荷包 耿氏效应 模拟仿真 负微分迁移率     

环氧树脂与氰酸酯共固化产物性能的研究

环氧树脂是一类综合性能优良并获广泛应用的热固性树脂基体 .但是通常的环氧树脂基体中含有大量反应生成的羟基等极性基团 ,吸湿率高 ,使其复合材料在湿热环境下力学性能和介电性能显著下降 .应用氰酸酯改性固化的环氧树脂等热固性树脂 ,将赋予以其为基体的复合材料以优异的耐热性能、力学性能和介电性能[1 ,2 ] .这类复合材料的研究开发对特种电子电气绝缘材料和先进复合材料的发展具有重要意义 .作者曾应用ＦＴ ＩＲ、ＤＳＣ等分析技术对氰酸酯与环氧树脂 (氰酸酯在欠量、适量和过量条件下 )的共固化反应机理和固化物结构特征等进行过深入…     

聚乙烯空间电荷包行为的形成机理与仿真方法研究

聚乙烯中的空间电荷包行为是空间电荷的一种特殊的输运行为.研究表明,空间电荷包行为由于受材料本身特性、外加电场大小以及环境温度等的影响,导致其产生过程及传输特性上存在较大差异,这些因素给空间电荷包行为产生机理研究带来了较大困难.通过对电荷的电极注入过程、载流子的体内迁移规律及空间电荷与体内陷阱的相互作用机制进行分析,探讨了不同外加电场及不同深度陷阱能级对电荷包行为造成的相关影响,在此基础上建立物理模型来描述电荷包的产生和迁移过程.模型中提出了在高于阈值电场时,载流子迁移速度与电场关系存在负微分迁移率的假设.基于此模型对空间包行为的模拟结果与实验结果取得较好的一致. 关键词： 空间电荷包 数值模拟 负微分迁移率     

湿度及无机填料对低密度聚乙烯热释电流谱的影响

 我们将低密度聚乙烯试样暴露在湿空气中一定的时间,不管在用直流高压极化的前后,甚至在极化后对其经过72h的真空干燥处理,在中温区也存在一个附加的湿致热释电流峰,它可能是由俘获在晶区-非晶区界面的离子热释放所致。 由分析在极化前对含无机填料(经表面处理的高岭土)的低密度聚乙烯试样进行干燥或润湿处理后的热释电流谱表明,聚乙烯中的无机填料与吸收的水分子都可作为电子的受主,前者为电子深陷阱,后者为电子浅陷阱。     

太赫兹波段表面等离子光子学研究进展

表面等离子光子学是研究金属、 半导体纳米结构材料独特的光学特性, 是目前光子学中最有吸引力、 发展最快的领域之一. 伴随着微/纳制造技术与计算机模拟技术的进步, 表面等离子光子学在可见光、 红外、 太赫兹以及微波频域得到了广泛研究, 在高灵敏生化传感、 亚波长光波导、 近场光学显微、 纳米光刻等领域有潜在的应用价值. 特别是人工超材料的发展, 为自然界长期缺乏响应太赫兹波的材料和器件奠定了基础, 从而也促进了太赫兹波段表面等离子光子学的研究. 本文从太赫兹表面等离子波的激发、 传导、 最新应用及未来发展趋势等几个方面进行了回顾和讨论, 将最新研究成果展示给读者.     

静电力显微镜研究二相材料及其界面介电特性

利用静电力显微镜(EFM)研究了二相材料不同区域的介电特性. 制备了高定向石墨/聚乙烯、云母/聚乙烯等层叠状二相材料复合物, 在EFM相位检测模式下观测二相材料过渡界面处, 可以发现二相材料中介电常数较大的材料会引起较大的相位滞后角Δθ该相位滞后角正切值tan(Δθ) 与探针电压V_EFM存在二次函数关系, 且函数二次项系数与样品的介电常数存在增函数关系, 进而可在微纳米尺度下区分不同微区域内材料的介电常数差异. 研究表明EFM 可用于对材料介电特性的微纳米尺度测量, 这对分析复合材料二相界面区域特性有积极意义.     

固体电介质的高场电导

一、引 言 固休电介质电导本质的研究一直引人注目,不仅因为它对高压设备中绝缘材料和半导体器件有极为重要的工程价值,而且还有探索材料结构和性能关系的理论价值.按照能带理论,理想绝缘体不存在自由载流子(电子或空穴).然而,实际电介质由于本征或杂质机理,例如从电极注入或杂     

Sc:Fe:LiNbO3晶体的生长和光学性能研究

研究双掺Fe(0.03wt;Fe2O3)和Sc(0,1,2,3mol;)铌酸锂晶体全息存储性能.通过晶体红外光谱测试发现:Sc:Fe:LiNbO3晶体中Sc的掺杂浓度超过3mol;时,Sc:Fe:LiNbO3晶体的O-H吸收峰的位置从低掺杂时的3484cm-1移动到3508cm-1.采用光斑畸变法测得(3mol;)Sc:Fe:LiNbO3晶体抗光损伤能力为3.3×103 W/cm2,比Fe:LiNbO3提高了二个数量级.晶体的红外吸收光谱和抗光损伤能力显示:Sc的掺杂浓度为3mol;时具有明显的阈值特征.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体全息存储性能.实验表明:在一系列Sc:Fe:LiNbO3晶体中,Sc(2mol;):Fe:LiNbO3晶体能获得最佳的光折变灵敏度和动态范围.