Properties of negative thermal expansion β-eucryptite ceramics prepared by spark plasma sintering

β-eucryptite powders are prepared by the sol-gel method through using tetraethoxysilane lithium nitrate and aluminum isopropoxide as starting materials. β-eucryptite ceramics are prepared by spark plasma sintering. The effects of sintering temperature on the negative thermal expansion properties of the β-eucryptite are investigated by x-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy, and thermal expansion test. The XRD results exhibit no change in the crystal structure of the sample prepared by different sintering processes. The negative thermal expansion properties increase with the increase of the sintering temperature. The coefficient of thermal expansion of β-eucryptite ceramics sintered at 1100℃ is calculated to be -4.93 × 10~(-6)℃~(-1). Crystallization behaviors of the ceramics may play an important role in the increase of negative thermal expansion of β-eucryptite. High sintering temperature could improve the crystallization behaviors of the ceramics and reduce the residue glass phase, which can improve the negative thermal expansion properties of β-eucryptite ceramics.     

钛酸锶纳米纤维表面羟基化处理对聚偏氟乙烯复合材料介电性能和储能性能的影响

随着功率型电力电子设备运行负荷的不断增加以及小型化集成化的发展趋势,对电介质电容器提出了更高的要求,其需具有高储能密度、快速充放电速度、易加工成型.钛酸钡基无铅铁电陶瓷具有较高的介电常数的优点,但耐击穿场强低,而聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物材料具有良好的柔韧性、击穿场强高、质量轻的优点,但介电常数相对较低,两者的储能密度均受到了限制.为了获得高介电常数、高储能密度介质材料,采用静电纺丝法制备了钛酸锶(SrTiO₃)一维纳米纤维作为无机填料,以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物基体,为了改善SrTiO₃一维纳米纤维与PVDF聚合物基体之间的界面情况,利用表面羟基化处理方法对SrTiO₃一维纳米纤维进行表面改性,辅以流延法制备了SrTiO₃/PVDF复合材料,研究了表面羟基化处理SrTiO₃一维纳米纤维对复合材料储能性能的影响.结果表明:表面羟基化处理SrTiO₃纳米纤维填料在PVDF聚合物中分散和结合情况良好,复合材料具有良好的介电性能和耐击穿性能;当表面羟基化...     

钛酸钡基/聚偏氟乙烯复合介质材料的界面改性与储能性能

随着功率型电子器件设备向小型化和高性能化方向发展,迫切需要高储能密度、高充放电效率、易加工成型、性能稳定的介质材料.目前BaTiO3基介电陶瓷具有较高的介电常数,但耐击穿场强低、柔性差,而聚合物基电介质材料具有超高功能密度、超快的充放电响应时间、良好的柔韧性、高耐击穿场强、质量轻等优点,但聚合物材料本身存在介电常数较低、极化强度低等问题,因此导致两者储能密度较低,限制了在小型化功率型电容器元件中的应用.为了获得高储能性能材料,科学家提出通过复合的方式将高介电常数无机陶瓷填料加入到聚合物中,提高材料的储能性能,界面在材料的性能中扮演着至关重要的角色,本文综述了钛酸钡基/聚偏氟乙烯复合电介质材料界面设计和控制的最新研究进展.总结了偶联剂、表面活性剂表面改性、聚合物壳层表面修饰、无机壳层表面改性、有机-无机壳层协同改性等界面改性方法对复合材料极化和储能性能的影响,探讨了现有的界面模型与理论研究方法,概述了存在的挑战和实际局限性,展望了未来的研究方向.