新型轻质隔热、透波Al-B-O 陶瓷的研究进展

Al5BO9、Al4B2O9等Al-B-O体系硼莫来石陶瓷具有低密度、低热导率、宽带隙等优异性能,在飞行器的隔热、透波、热密封等领域具有广泛的应用前景。本文系统介绍了这类新材料的结构、性能和制备方法。在理论计算方面,介绍了基于密度泛函理论的第一性原理计算对Al-B-O体系材料晶体结构、力学和热学性能的预测;实验方面,总结了固相反应、熔盐法、溶胶-凝胶法、热分解法和水热法等制备方法和力学、热学等实验结果,并讨论了该体系化合物的应用现状及未来发展方向。     

介电弹性体圆柱形驱动器机电耦合致动过程分析

驱动器薄膜施加高压直流电后产生的轴向力差能使圆柱形驱动器伸长。为研究介电弹性体圆柱形驱动器的动态反应,本文对其机电耦合致动原理及过程进行了分析。圆柱形驱动器的机电耦合致动过程类似于蠕变过程,提出一种广义Voigt线性粘弹性模型来对其进行描述,并对计算结果与试验之间产生误差的主要原因进行分析。根据驱动器机电耦合致动过程中驱动器的准静态位移的非线性及轴向应力的变化对原模型进行改进。试验表明,在驱动器工作电压范围内,改进的广义Voigt模型能较好地描述驱动器机电耦合致动过程,此模型可用于介电弹性体圆柱形驱动器的性能预测和优化。     

介观尺度的材料设计、制备与组装技术研究进展

结合本专业组的工作,对近年来介观尺度的材料设计、制备与组装技术进行了综述,着重阐述了反点阵列和核壳结构的制备与组装技术,以及结构的设计与控制。在此基础上,分析了其发展前景和今后的研究方向。     

高密度PMI 泡沫塑料的制备、结构与性能研究

以丙烯腈、甲基丙烯酸为主单体制备AN/MAA型高密度PMI泡沫塑料,探讨了发泡剂用量、发泡温度和发泡时间对PMI泡沫塑料密度的影响规律,研究了高密度PMI泡沫塑料的微观结构、力学性能和10GHz的高频介电性能.结果表明,调控发泡剂用量为1～5 phr、发泡温度170 ～180℃、发泡时间40 min,可制备出密度为150 ～450 kg/m3的高密度PMI泡沫塑料,随着其密度的增大,泡棱变粗、泡壁变厚、泡孔平均孔径变小;其拉伸、压缩强度显著增加,并与理论计算值基本一致;高频介电常数和介电损耗呈近线性规律增大.     

驻波电帘除尘效率的实验研究

月尘将对在月球表面进行巡视探测的设备产生严重不利影响。文章分析了利用驻波电帘对探测器的太阳电池板进行尘埃清除和防护,给出了电帘表面的电场分布,颗粒在电帘表面的受力状态和起跳、跃移过程,通过实验测量给出了电帘结构各参数对除尘效率的影响,制备了自清洁演示系统,对电帘的能耗进行了测定;表明驻波电帘是月表探测任务中尘埃防护的有效方法。     

星用FR-4材料本征介电性能随温度的变化研究

卫星内带电效应是引起航天器故障的重要原因之一。地面试验模拟和分析评估是内带电效应研究的主要手段,而介质材料的介电性能参数是分析评估的必要输入条件。文章系统介绍了FR-4材料的电导率、介电常数、介电强度3种本征介电参数的测量方法,并通过试验测量了不同温度下FR-4的介电参数。研究发现,FR-4本征介电参数并非固定值,而会随温度发生规律性的变化。     

PZT/PVDF压电复合材料的合金化制备技术及其性能研究

采用氧化物球磨法制备了ＰＺＴ粉末,ＸＲＤ显示它是Ｚｒ与Ｔｉ比例为５２：４８的纯四方钙钛矿型结晶相,用合金化技术获得了六种含ＰＺＴ不同体积分数的ＰＺＴ／ＰＶＤＦ复合材料,对其介电性和压电性的测试表明,随着ＰＺＴ含量的增加,电性能参数呈非线性增大,当ＰＺＴ的体积分数达到７０％时,介电常数ε和压电常数ｄ３３值迅速增加并接近纯ＰＺＴ值。     

高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料介电性能研究

对高硅氧玻璃纤维布增强聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料的含胶量、成型压力、烧结温度及环境湿度等多种因素对其介电性能的影响进行了较为系统的实验研究。结果表明,高硅氧玻璃纤维布增强聚;上氟乙烯复合材料在上述因素影响下,其介电常数在２．９０￣３．３０的范围内变化,其中环境湿度是主要的影响因素。     

4A分子筛介孔球的制备及表征

以正己烷／十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）／正辛醇混合微乳液为反应体系,以硅酸钠和铝酸钠为反应原料,采用微乳法首次合成4A分子筛介孔球。利用透射电子显微镜（TEM）和X射线粉末衍射（XRD）对所得产品的形貌、尺寸、结构进行了表征。结果表明,采用微乳法可以成功制得具有笼型结构的纳米4A分子筛介孔球,由约8nm的4A分子筛粒子沿表面活性剂所包裹的油水界面堆积而成,其直径大小约为40nm。     

纳米金属氧化物气敏薄膜的最佳晶粒尺寸和介观效应

纳米金属氧化物气敏薄膜存在灵敏度的最佳膜厚l*和最佳晶粒尺寸r0*,其值与材料和工艺有关.最佳晶粒尺寸的存在是一种新的介观效应,它来自晶粒尺寸缩小到一定程度时反映吸附氧负离子的Fermi统计失效;根据当晶粒尺寸缩小到特征长度rm时晶粒将保持电中性的Kubo理论对Fermi统计公式进行修正,从而给出了最佳晶粒尺寸r0*=2rm的结果,并用Kubo理论电子逸出功公式估算了rm与r0*的数值.