聚合物基复合材料界面横晶的分析

对横晶形成的机制进行分析,并将横晶对材料的一些影响作了相应的剖析。     

聚合物基复合材料的界面及改性研究

本文主要综述无机刚性粒子增强复合材料、无机纳米粒子增强复合材料、纤维增强复合材料、晶须增强复合材料和原位复合材料的界面特性及其改性方法,论述其界面改性的研究进展,指出目前研究工作中存在的不足及发展方向.     

面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料介尺度结构与调控

基于面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料的背景,分析了复合材料面临的介尺度结构设计与调控的关键科学问题及研究思路。综述了国内外热塑性聚酰亚胺构-效设计、复合材料微/纳复合界面强化以及健康结构动态监测的基础研究,并提出了未来的发展趋势。     

微层共挤CPS-HI/PS-HI复合材料结构对储能密度的影响

利用传统共混挤出方法制备了3%碳纳米管(CNTs)含量的高抗冲聚苯乙烯(PS–HI)/CNTs复合材料,利用自制的微纳层叠共挤出装置制备了具有交替层状结构的CNTs填充高抗冲聚苯乙烯(CPS–HI)/PS–HI复合材料,层数分为2,8,32,128层,其中CPS–HI层CNTs的含量为6%,对PS–HI/CNTs和CPS–HI/PS–HI两种复合材料进行对比,研究了复合材料的交替层状结构对储能密度的影响。结果表明,CPS–HI层与PS–HI层呈连续交替层状分布,微层厚度均匀一致,微层界面良好,且CNTs的分散性随着层数的增加得到提高。CPS–HI/PS–HI复合材料由于微层界面的增多,有助于积累更多的电荷,显著提高了交替层状复合材料的介电常数,而纯PS–HI层作为绝缘层阻断了厚度方向上导电网络和击穿通道的形成,因此在较高的频率(105 Hz)下仍然能够保持低的介电损耗,且获得较高的击穿场强。CPS–HI/PS–HI复合材料的储能密度远远大于普通挤出成型PS–HI/CNTs复合材料的储能密度,比纯PS–HI的储能密度提高了3.3倍。     

半晶聚合物基复合材料的界面结晶行为

半晶聚合物基复合材料界面处常形成横晶与杂化串晶。综述了近年来关于界面结晶的研究进展。重点分析了横晶与杂化串晶的制备方法及形成机制,并详细讨论了界面结晶的形成对复合材料力学性能的影响。最后对未来的研究方向进行展望。     

聚合物基相变储能材料的研究与发展

相变储能材料由于其独特的功能作用以及广阔的发展前景引起了各国科研单位的极大关注,并形成了世界范围内的研究热潮.阐述了当前相变材料发展现状,并详细介绍了目前各种相变储能材料的制备工艺,并对各种制备方法的优点和缺点做了简单分析.此外还总结了当前研究中需要解决的实际问题,并对未来的研究方向提出了自己的看法.     

固相反应法制备高储能密度及高储能效率的驰豫型反铁电PLZT陶瓷

通过固相反应法制备了锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷并研究了其储能特性。根据室温下PLZT相图制备了反铁电相和弛豫型铁电体相相界附近的PLZT陶瓷,并选择储能密度和储能效率相对较高的组分通过流延法制备了陶瓷厚膜,并通过电滞回线计算样品的储能密度和储能效率。结果表明:所制备的样品同时表现出反铁电特性和弛豫型铁电体特性,样品室温下的储能密度能达到0.61 J/cm~3,同组分厚膜陶瓷室温下储能密度能达到1.414 J/cm~3;样品储能效率能达到94.4%;且样品的储能密度和储能效率随温度的变化表现出不同的变化趋势。     

高导热网络聚合物基复合材料的研究进展

介绍了聚合物材料的导热机理;综述了国内外对聚合物基导热复合材料的研究现状;分析了导热聚合物的种类,包括本征型导热聚合物和填充型导热聚合物;其中填充型包括单一填料填充、混合填料填充以及双逾渗结构填充。最后,重点介绍了聚合物材料构建导热网络的种类及方法,并对高导热聚合物基复合材料未来的发展方向进行了展望。     

高导热聚合物基纳米复合材料的研究进展

综述了以纳米粉体、纳米纤维和碳纳米管(CNT)等为填料的高导热型聚合物基纳米复合材料的研究进展,并介绍了其导热机制和导热理论模型。最后,提出了高导热型聚合物基纳米复合材料中存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

快重离子辐照改性介电聚合物的结构演变与储能性能提升

由于薄膜电容器具有低极性,绝缘阻抗高,频率响应宽等优点,具有旁路、去耦、滤波和储能的功能,广泛应用于通信、电子、航空航天、医疗设备、新能源等行业。近年来,由于行业的发展,低介电损耗、高击穿场强与高能量密度的新型介电材料的研发变得愈发重要。采用氙重离子束对聚(偏二氟乙烯–六氟丙烯)进行辐照改性,系统地研究了辐照注量对材料微观结构、介电性能和储能性能的影响。结果表明,¹²⁹Xe²⁷⁺快重离子辐照促进了优势相变与表面交联结构形成,提高了材料的储能效率与击穿场强。同时,辐照断键提高了材料的介电常数,增强了有效极化。多种效应协同作用下,成功制备了高击穿场强(540 MV/m)、高放电能量密度(16.3 J/cm³)的辐照改性聚合物材料,为促进聚合物介质电容器的发展提供了理论与实验依据。     

基于多维协同的聚合物基复合薄膜的高温储能性能

不同维度的无机填料对聚合物基电介质的储能性能有着极大的影响。根据多维协同的理念,将不同维度的氮化硼纳米片(BNNS)和一维二氧化钛纳米纤维(1DTi O₂)引入到聚酰亚胺(PI)中,利用流延法制备了(BNNS-TiO₂-BNNS)/PI复合膜(BTB/PI复合膜)。结果表明：BTB/PI复合膜在10³～10⁶ Hz和25～200℃的范围内介电常数保持稳定,介电损耗小于0.025。最佳填料比的BTB/PI复合膜在200℃下具备3.04 J/cm³、88%的高储能性能。本工作提出的聚合物基复合膜,为高温聚合物的研究制备提供了一条行之有效的策略。     

陶瓷基复合材料中相界工程的初步概念

根据陶瓷基复合材料的研究现状及发展趋势,本文在论述相界作用的基础上提出了“相界工程”的初步概念,以期引起材料科学工作者对复合材料中相界工程的广泛重视。     

无机粒子/聚合物基复合材料的力学行为及界面形态研究

以聚丙烯和碳酸钙的复合体系作为研究对象,通过力学性能测试和材料断面的形貌分析,讨论了高碳醇磷酸酯偶联剂对复合材料性能的影响.实验结果表明磷酸酯偶联剂能有效改善碳酸钙粒子在聚丙烯中的分散情况,使复合材料在碳酸钙填充量为20%～30%时仍保持良好的力学性能.     

基于氮化硼取向结构的高导热聚合物基复合材料研究进展

简要介绍了氮化硼的分类、结构特点以及其导热特性。重点概述了近几年基于在聚合物基体中形成氮化硼取向结构制备高导热复合材料的研究进展,分析了磁场诱导法、电场诱导法、剪切诱导法、冰晶诱导法以及热压取向等方法的特点。对氮化硼取向填充的导热聚合物基复合材料的未来发展趋势进行了分析与展望,为低填充、高导热绝缘聚合物基复合材料的开发及应用提供借鉴。     

聚焦结构、界面与多尺度问题,开辟化学工程的新里程

20世纪90年代以来,随着计算机技术和测量仪器的迅速发展,化学工程的研究水平日益提升,由经验规则的判断逐渐提高到计算机模拟量化分析. 化学工程的研究范围也日益扩大,下至纳微尺度结构与界面的观察与量化,上至宏观尺度设备与工厂的系统集成. 化学工程的服务对象也由化学工业扩展到冶金、材料、能源、环境、生物等诸多进行物质转化的过程工业. 目前化工科技界正在呼吁寻求继第一里程单元操作、第二里程传递过程和化学反应工程之后的第三里程. 化学工程中以往惯用的忽视非均匀多尺度结构和界面存在的平均方法是造成预测偏差和调控、放大困难的主要原因. 必须关注结构、界面和多尺度问题,研究多尺度结构、界面的量化预测理论和优化调控方法,建立多尺度结构、界面与"三传一反"的关系模型,与当代先进的计算方法、计算流体力学和计算机模拟相结合,有望解决化工过程与设备的优化调控与放大的难题,成为化学工程发展的新里程.     

高熵电化学储能材料的研究进展与新机遇

能源革命中的新范式对电化学储能技术提出了更高的要求,而储能材料是电化学储能技术发展的关键。近年来,高熵作为一种新兴的材料设计策略,极大地扩展了电化学储能材料设计空间,有望用于突破当前电化学储能材料综合性能瓶颈,为电化学储能技术发展提供新动力。重点介绍了高熵电化学储能材料在锂离子电池、钠离子电池以及超级电容器电极材料方面的研究进展;简述了高熵材料的基本概念,主要包括高熵的定义与相关效应。从高熵的视角,总结了相关效应对电化学储能材料结构特性及性能的影响规律。最后,总结了对未来高熵电化学储能材料发展所带来的新机遇与新挑战提出了个人理解。     

聚合物结构对界面张力与相对分子质量关系的影响

以3组分子结构不同的聚合物为研究体系,采用熔融体悬滴测量装置系统地测量了不同相对分子质量的聚合物之间的界面张力,讨论了聚合物分子结构对其界面张力与相对分子质量关系的影响,通过对实验数据的分析推导出聚合物之间的界面张力与相对分子质量的关系式,并对传统的关系式作了改进。改进后的关系式考虑了聚合物分子结构的影响,具有更广泛的适用性。     

界面改性对高填充Mg(OH)2/EVA复合材料结构与性能的影响

研究了表面改性剂和界面相容剂对氢氧化镁[Mg(OH)2]在聚乙烯／醋酸乙烯酯(EVA)基体中的分散性、Mg(OH)2与聚合物的界面以及复合材料性能的影响，通过SEM观察了复合材料拉伸断面和切断断面的形貌。结果表明：不同类型的表面改性剂都能不同程度地改善Mg(OH)2的分散性。钛酸酯与其它改性剂相比。又大大加强了Mg(OH)2与基体的界面作用，复合材料表现出较高的拉伸强度和伸长率。但体系的粘度上升；硬脂酸却弱化了界面作用。复合材料的强度下降,伸长率上升，粘度下降。EVA-g-MAH作为界面相容剂能够强化界面作用。提高复合材料的综合性能。水平燃烧结果表明,Mg(OH)2在EVA中分散度提高后。阻燃性能得到了一定程度的提高,当使用具有明显界面作用强化的处理剂时，阻燃性能改善最大。     

K0.5Na0.5NbO3-xBiMg0.5Ti0.5O3电介质陶瓷的结构与储能性能

利用固相法制备了K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3(KNN)–x BiMg_(0.5)Ti_(0.5)O_3电介质陶瓷,研究了BiMg_(0.5)Ti_(0.5)O_3对KNN基陶瓷储能性质的影响。结果表明,当x0.1时,BiMg_(0.5)Ti_(0.5)O_3可完全固溶进入晶格,并且随着掺杂量的增加,晶体结构逐步由正交相变成厭立方相,晶粒尺寸降低,致密度提高,因此陶瓷的储能密度和储能效率逐步增加,在x=0.1时,获得最佳储能性能:击穿场强约195 kV/cm,储能密度约1.25 J/cm~3,储能效率约85.3%。