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【6h】

聚合物基非线性复合材料制备过程中施加电、磁场对其性能及微观结构的影响

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目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.1.1课题来源

1.1.2课题研究的目的及意义

1.2电场处理技术在聚合物加工领域的应用及发展

1.2.1电场对聚合物合成反应的影响

1.2.2电场处理对液晶聚合物性能的影响

1.2.3电场处理对聚合物结晶及分子取向的影响

1.2.4电场处理对聚合物基复合材料结构及性能的影响

1.2.5电场诱导有序组装聚合物复合材料

1.3磁场处理技术的应用及发展

1.3.1磁场对有机合成反应的影响

1.3.2磁场处理对聚合物结晶及分子取向的影响

1.3.3磁场对环氧树脂及其复合材料结构与性能的影响

1.3.4磁场对有机合成反应及聚合物材料结构和性能的影响机理

1.4非线性复合材料研究状况

1.5本文主要研究内容

第2章 非线性复合材料

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2.1.1碳化硅简介

2.1.2 SiC掺量对SiC/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.1.3 SiC粒径对SiC/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.1.4 SiC成分对SiC/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.1.5 SiC晶型对SiC/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.1.6纳米SiC/LDPE复合材料的电导率与电场强度关系

2.1.7添加炭黑对SiC/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.2碳化硅/硅橡胶复合材料的非线性电导特性

2.2.1 SiC掺量对SiC/硅橡胶复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.2.2 SiC成分对SiC/硅橡胶复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.2.3 SiC晶型对SiC/硅橡胶复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.2.4纳米SiC/硅橡胶复合材料的电导率与电场强度关系

2.2.5添加炭黑对SiC/硅橡胶复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.3氧化锌/LDPE复合材料的非线性电导特性

2.3.1氧化锌简介

2.3.2氧化锌性能对氧化锌/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.3.3添加碳黑对氧化锌/LDPE复合材料电导率与电场强度关系的影响

2.4石墨/LDPE复合材料的非线性电导特性

2.5碳纳米管/LDPE复合材料的非线性电导特性

2.6本章小结

第3章 预电应力对聚合物基复合材料介电性能的影响

3.1聚合物基复合材料成型(交联)过程中施加均匀电场对其介电性能的影响

3.1.1对试样施加均匀直流电场的方法

3.1.2均匀电场处理对SiC/LDPE复合材料介电性能的影响

3.1.3均匀电场处理对SiC/硅橡胶复合材料介电性能的影响

3.2聚合物基复合材料成型(交联)过程中施加非均匀电场对其介电性能的影响

3.2.1非均匀电场处理对SiC/LDPE复合材料介电性能的影响

3.2.2非均匀电场处理对SiC/硅橡胶复合材料介电性能的影响

3.3本章小结

第4章 磁场处理对聚合物及聚合物基复合材料性能的影响

4.1对试样施加稳恒强磁场的方法

4.2磁场处理对聚乙烯及聚乙烯基复合材料介电性能的影响

4.2.1磁场处理对聚乙烯介电性能的影响

4.2.2磁场处理对SiC/聚乙烯复合材料介电性能的影响

4.2.3磁场处理对钛酸钡/LDPE复合材料介电性能的影响

4.2.4磁场处理对纳米ZnO/LDPE复合材料介电性能的影响

4.2.5磁场处理对石墨/LDPE复合材料介电性能的影响

4.2.6磁场处理对碳纳米管/LDPE复合材料介电性能的影响

4.3磁场处理对聚合物交联(硫化、固化)过程的影响

4.3.1磁场处理对聚乙烯交联过程的影响

4.3.2磁场处理对硅橡胶硫化过程的影响

4.4本章小结

结 论

参考文献

致 谢

博士后期间所发表的学术论文和专著

博士后期间的科研工作

个人简历与永久通讯地址

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摘要

通过将聚合物(聚烯烃、橡胶、环氧树脂等)与某些功能无机填料(如碳化硅、氧化锌、钛酸钡、石墨、碳纳米管等)复合可制得非线性绝缘材料。由于非线性绝缘材料的电导率或(和)相对介电常数随外施电场强度的改变而变化,因而它具有在不均匀电场中自行均化电场分布的能力,能有效抑制空间电荷的产生和电树的生长,可在绝缘结构不发生明显变化的情况下显著提高绝缘性能。本文实验研究了碳化硅的种类、掺量、晶型及粒径对碳化硅/低密度聚乙烯、碳化硅/硅橡胶复合材料的直流伏安特性的影响,以及氧化锌/低密度聚乙烯、石墨/低密度聚乙烯、碳纳米管/低密度聚乙烯复合材料的电导非线性特性,对各材料电导非线性特性的产生机理进行了分析,并探讨了通过添加少量碳黑来调控无机填料/聚合物非线性复合材料电导特性的可能性。 聚合物基复合材料的性能与其结构形态,包括聚合物分子的空间网络结构、排列方式,聚合物的结晶状况,功能填充相的分布状态以及基体与功能填充相之间的界面状态等存在密切的关系。聚合物作为一种软物质,其典型特性是易于对外场(包括温度场、应力场、超声波场、高能辐射场、电场、磁场等)的刺激做出响应。本文研究了在聚合物基非线性复合材料的热压成型(或硫化)过程中施加不同类型的直流电场(均匀电场和非均匀电场),以及采取不同的施加预电应力方式(试样在模板中成型后马上对其施加电场和待试样在模板中成型后停留一定时间再对其施加电场)对其结构及介电性能的影响。 磁现象是物质最基本的现象之一,任何物质都具有或弱或强的磁性,任何空间都存在或低或高的磁场,任何物质都可能对外磁场的作用产生不同程度的响应。本文还研究了在聚乙烯(低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯)、碳化硅/低密度聚乙烯、碳化硅/硅橡胶、氧化锌/低密度聚乙烯、钛酸钡/低密度聚乙烯、石磨/低密度聚乙烯、碳纳米管/氐密度聚乙烯的热压成型(或交联、硫化)过程中施加稳恒强磁场对各材料微观结构及性能的影响,以及磁场处理对聚乙烯和硅橡胶交联(硫化)反应过程的影响,并在实验研究基础上分析了磁场对聚合物及聚合物基复合材料的作用机理。

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