无机纳米聚酰亚胺复合薄膜论文-尹华平

无机纳米聚酰亚胺复合薄膜论文-尹华平

导读:本文包含了无机纳米聚酰亚胺复合薄膜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:聚酰亚胺,离子交换,原位沉积,半导体复合

无机纳米聚酰亚胺复合薄膜论文文献综述

尹华平[1](2017)在《聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备及光催化性能研究》一文中研究指出本文采用离子交换法和原位沉积法制备了聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、红外(FTIR)和X射线荧光能谱(XRF)对复合薄膜的结构、形貌进行表征。以亚甲基蓝作为有机污染物,探究复合薄膜光催化性能。结果表明:(1)采用离子交换法制备聚酰亚胺(PI)薄膜为载体的ZnO-Co_3O_4/PI复合薄膜,离子交换法实现了在PI表面负载六方纤锌型ZnO和立方相Co_3O_4。当Co~(2+)和Zn~(2+)摩尔比为3:7,离子交换1.5h,阶段升温至460℃并保温2h时,亚甲基蓝3h的降解率达到98%。(2)采用离子交换法制备Co_3O_4-Ag/PI复合薄膜,煅烧的方式实现了将Ag~+还原成单质Ag、Co~(2+)成为Co_3O_4,并均匀分散在PI表面。金属盐中硝酸银最佳含量为60%(摩尔分数),最佳煅烧温度为270℃,光照2h降解率达到94%。复合薄膜循环利用5次后,降解率仍然保持在94%左右,表现出很好的稳定性。对多种有机污染物有光催化活性。(3)利用离子交换法将Zn、Ag、Ce叁种离子掺杂到聚酰亚胺表面,制备ZnO-Ag-CeO_2/PI复合薄膜。Zn O-Ag-CeO_2/PI复合薄膜比Zn O/PI、Zn O-Ag/PI表现出了更高的光催化活性。当离子交换1.5h、叁种离子配比7:10:3、总离子浓度0.3mol/L、煅烧温度390℃下保温3h时,2.5h后降解率达到96.6%。复合薄膜循环降解5次仍具有较高的光催化活性,对不同有机污染物也有光催化活性。(4)采用原位沉积法合成PI/ZnO复合薄膜,添加络合剂可使Zn O颗粒更均匀地分散在PI薄膜中,掺杂柠檬酸的复合薄膜比不掺杂柠檬酸的复合薄膜具有更高的光催化活性。当柠檬酸与硝酸锌摩尔比为2:1,煅烧至350℃,并保温2h制得的复合薄膜对亚甲基蓝降解2h时降解率达97.7%。(本文来源于《北京服装学院》期刊2017-11-01)

刘莹[2](2015)在《聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备表征及性能研究》一文中研究指出随着现代科技的飞速发展,传统的聚酰亚胺/无机复合材料已经满足不了许多领域的需求。由于均匀分散的聚酰亚胺/无机纳米复合材料的综合性能较优良,这就促使了聚酰亚胺/无机纳米复合材料成为各个领域研究的热点。本文以溶胶-凝胶法制备了化学交联的聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)纳米复合薄膜和聚酰亚胺/二氧化钛(PI/TiO2)纳米复合薄膜,并对纳米复合薄膜的结构、形貌和性能进行了研究。本文以正硅酸乙酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了加入偶联剂异氰酸丙基叁乙氧基硅烷与未加入偶联剂的一系列不同二氧化硅含量的PI/SiO2复合薄膜,利用红外光谱、扫描电镜观察了薄膜的化学结构和微观结构,利用热重分析仪和电子万能拉伸试验机测试了薄膜的热学和力学性能。结果表明,加入偶联剂的复合薄膜中SiO2纳米颗粒在PI基体中分散均匀,其颗粒大小约为20-30nm,其热稳定性高于纯PI,并且力学性能明显提高。当二氧化硅颗粒含量在10wt%和8wt%时,交联与非交联纳米复合薄膜的断裂强度最大分别为105.4MPa和87.3MPa。本文以钛酸四丁酯/乙酰丙酮为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同二氧化钛含量的加入偶联剂异氰酸丙基叁乙氧基硅烷的PI/TiO2复合薄膜,利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜观察了薄膜的化学结构和微观结构,并利用介电谱分析仪和高频脉冲电压测试仪测试了薄膜的介电性能和耐电晕性能。结果表明,TiO2纳米颗粒在PI基体中分散均匀,其颗粒大小约为30-40nm。复合薄膜的介电常数高于纯PI,并且耐电晕性能明显提高。当二氧化钛颗粒含量在4wt%时,电晕老化时间最长为119min。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2015-03-01)

查俊伟[3](2010)在《耐电晕聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备与电性能研究》一文中研究指出聚合物基纳米复合材料具有优异的性能,在电气工程领域有着广泛的应用前景,研究纳米粒子对聚合物介电性能的影响是实现这些新型材料应用的前提条件。纳米电介质材料是电工学科发展的基石,在对材料结构进行优化设计的同时,改善其综合电性能成为问题的关键。随着电力电子系统向着高频化、小型化、集成化方向发展,变频技术以其节能、高效等优点得到广泛的应用。目前多是利用国外的产品,不仅价格昂贵,还受到技术上的制约,因此,对变频电机用绝缘材料的开发与应用领域提出了更高的要求,急需一种新型的耐高温聚合物绝缘材料来改善电机的绝缘性能,尤其是提高电磁线的耐电晕性能和耐温等级。聚酰亚胺(Polyimide, PI)是一种综合性能优异的工程材料,因其具有高热稳定性、优良力学性能、低介电常数以及优异的绝缘性能,已经广泛应用于航空航天、电器及微电子领域。本论文以结构——性能为主线,基于无机材料的高耐电晕性和PI材料的高耐热和绝缘特性,提出利用纳米技术及合适的工艺制备无机-有机耐电晕纳米复合材料,征对电场下材料破坏机理及其性能的提高开展研究。通过对电场下材料中空间电荷和表面电荷的产生、移动、积累及其对电介质材料中电场分布影响规律的研究,掌握影响纳米复合电介质的空间电荷产生和分布的主要因素,得到电介质材料在电场作用下的电晕老化机理,通过对纳米复合材料的介电性能和微观结构综合调控研究耐电晕材料及其绝缘结构,主要工作如下:首先,在制备工艺的研究中,分别采用了溶液共混法、原位聚合法制备了分散状态各异的纳米复合薄膜。通过微观结构的性能表征发现,采用原位聚合法可以获得无机纳米颗粒分散均一、稳定、性能优异的复合薄膜。基于电介质的基本特性参数,对复合薄膜的介电性能进行了综合研究,包括:频率、温度和纳米Ti02粒子含量对复合薄膜的介电常数、介电驰豫、直流电场下的击穿场强的影响。纯PI膜的介电常数(ε)约为3.2。然而随着纳米粒子含量的增加,复合膜的介电常数都有不同程度的增加,但随频率的变化不大。同时,介电损耗也随填料含量的增加而有所增加。结果表明,复合薄膜中存在界面极化过程,即Maxwell-Wagner-Sillars极化。温谱(-50℃-150℃)介电常数的变化归因于聚合物从分子的振动、移动到宏观的热膨胀。当纳米Ti02粒子含量很高时,介电常数、损耗谱图同时出现了两个宽峰。介电驰豫峰向低温转变以及损耗随着频率的升高而降低表明界面极化的相互作用。考虑到低频下介电常数的微小变化,引入电模研究了复合薄膜的介电驰豫效应,发现介电驰豫峰遵循时间分布的Cole-Davidson模型。本文还考察了不同纳米粒子含量下的复合薄膜在电晕老化前、后的击穿场强变化。电晕老化前,纯PI薄膜的击穿场强明显高于掺杂后的复合薄膜,且随着填料含量的增加击穿场强都呈下降的趋势。随着老化时间的增加纳米复合膜的击穿场强都会有不同程度的下降。然而不同的是,经过20 h的老化后,纯PI薄膜的击穿场强由210MV·m-1下降到130MV·m-1,而含量为25wt.%的复合薄膜的击穿场强由110 MV·m-1下降到100 MV·m-1,但仍满足实际应用的需要。本文研究了纳米Ti02粒子含量、老化时间对复合薄膜的介电性能的影响。结果表明,复合薄膜的耐电晕特性随着纳米Ti02粒子含量的增加而增强,且与复合薄膜的介电常数相关,建立了耐电晕模型,通过分析电场畸变、基于Fermi-Dirac统计的电子运动等探讨了复合薄膜的耐电晕机理。利用电声脉冲法(Pulsed Electroacoustic Method, PEA)测量技术对复合薄膜的空间电荷特性进行对比分析,主要结论如下:①纯PI薄膜中出现了双偶极注入现象,注入电荷量随着外加电压的升高而增加,纳米Ti02掺杂的纳米复合薄膜的空间电荷特性与纯PI薄膜明显不同。异号电荷的出现表明离子化的产生;②纳米Ti02粒子的引入可能阻碍了电荷的注入,因为空间电荷动力学直接与电性能有关,因而可以预测PI基纳米复合材料的电性能明显不同于纯PI膜。通过电晕充电装置对单、双层纳米复合薄膜的表面电荷衰减(Surface potential decay)特性进行了分类研究,结果表明初始电位高的材料在同样的环境下其表面电位比初始电位低的材料衰减得快,纳米粒子的引入对PI纳米复合薄膜的表面电位衰减特性产生重大影响,其衰减曲线与纳米TiO2粒子含量有关。纳米粒子的引入可以在材料内部建立一个导电网络,增加了电荷在材料体内传输的可能性,消散电荷,提高了材料的耐电晕特性。(本文来源于《北京化工大学》期刊2010-10-12)

张沛红,薛玉翠,杨春[4](2009)在《无机纳米-聚酰亚胺复合薄膜介电性研究》一文中研究指出测试了纳米Al2O3-聚酰亚胺(PI)复合薄膜和纳米SiO2-聚酰亚胺复合薄膜的介电常数、介质损耗角正切和电导电流特性.结果表明,随着无机物含量的增加,两种复合薄膜的相对介电常数和介质损耗角正切增大,电老化阈值减小;无机物含量相同时,Al2O3-聚酰亚胺复合薄膜的相对介电常数和介质损耗角正切比SiO2-聚酰亚胺复合薄膜大,电导电流大,电老化阈值小.(本文来源于《哈尔滨理工大学学报》期刊2009年02期)

薛玉翠[5](2009)在《聚酰亚胺—无机纳米复合薄膜介电性研究》一文中研究指出聚酰亚胺(PI)是一种高性能聚合物材料,由于具有优越的热性能、电性能和机械性能而被广泛的应用于航空、航天、核电和微电子等领域。现代电子技术等领域的快速发展,对聚酰亚胺的性能要求越来越高,对聚酰亚胺纳米杂化来改善其性能已成为材料科学领域的研究热点之一。随着纳米复合材料在电气领域的广泛应用,研究纳米填充物对聚合物介电性能的影响就成为实现纳米复合材料应用的前提条件。并且本实验室近些年来在研究纳米复合薄膜的介电性能和耐电晕机理上,积累了大量的理论认知。本文以此为背景测量了纳米叁氧化二铝-聚酰亚胺复合薄膜(PI/Al_2O_3)和纳米二氧化硅-聚酰亚胺复合薄膜(PI/SiO_2)的介电强度、介电谱特性、电导电流特性和热激电流特性。此外,还利用等温衰减电流法研究了美国DuPont公司生产的原始聚酰亚胺薄膜(100HN)和耐电晕聚酰亚胺薄膜(100CR)的陷阱能级分布。通过对溶胶-凝胶法合成的含量分别为5wt%,10wt%,12.5wt%,15wt%和20wt%的纳米叁氧化二铝-聚酰亚胺复合薄膜和含量为5wt%,10wt%,15wt%,20wt%,25wt%和30wt%的纳米二氧化硅-聚酰亚胺复合薄膜的介电特性的测量,得出:(1)随着频率的增加,不同无机物含量的复合薄膜的相对介电常数减小,介质损耗角正切增加;(2)随着纳米无机物含量的增加,两种复合薄膜的击穿场强先增大后减小,相对介电常数和介质损耗角正切增加,电导电流增加,电老化阈值减小,TSC峰温向高温区移动,PI/SiO_2复合薄膜的受陷载流子密度减小,PI/Al_2O_3复合薄膜的受陷载流子密度先减小,当填充量超过12.5wt%时,受陷载流子密度增加,PI/Al_2O_3复合薄膜在重量比为12.5wt%和15wt%之间有一个逾渗阈值存在;(3)相同无机物含量时,PI/Al_2O_3复合薄膜比PI/SiO_2复合薄膜的击穿场强小,相对介电常数和介质损耗角正切大,电导电流大,电老化阈值小;(4)电晕老化后,两种复合薄膜的电流峰值减小,PI/Al_2O_3复合薄膜TSC峰温变化不明显,30wt%含量的PI/SiO_2复合薄膜TSC峰温向低温移动。研究了DuPont原始及耐电晕聚酰亚胺薄膜等温衰减电流特性,得出:耐电晕聚酰亚胺薄膜(100CR)等温衰减电流衰减速度比原始聚酰亚胺薄膜(100HN)快且随温度的变化不明显。随着温度升高,100CR薄膜和100HN薄膜测得的陷阱能级密度的峰值移向深陷阱,陷阱能级密度也变大;100CR薄膜的陷阱能级密度比100HN薄膜大。电晕老化以后,100CR薄膜的等温衰减电流衰减速度减慢,陷阱能级密度的峰值移向深陷阱,陷阱能级密度减小;100HN薄膜等温衰减电流衰减速度几乎不变,能级密度的峰值几乎不变,陷阱能级密度有大幅度的增加。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2009-03-01)

张沛红[6](2006)在《无机纳米—聚酰亚胺复合薄膜介电性及耐电晕老化机理研究》一文中研究指出纳米科学技术的发展为新材料的开发和对现有材料的改性提供了新的思路和途径,纳米介质的出现,开辟了电介质新的应用领域。与传统介质比较,纳米复合介质的电、热、机械性能有了很大的改善。随着电力电子技术及新型半导体器件的迅速发展,八十年代以后,越来越多的交流变频调速电动机得到了广泛应用。由于局部放电等原因,许多变频电机的寿命只有1-2年,甚至有些电机在试运行阶段就发生击穿破坏。美国Dupont公司与ABB、西门子公司合作,于1995年研制出耐电晕聚酰亚胺薄膜,其耐电晕时间在20kV/mm场强下可达105小时,接近云母纸水平,但是没有见到从电介质理论的角度对其耐电晕机理进行深入研究的报道。本文借助扫描电镜和原子力显微镜分析了Dupont耐电晕聚酰亚胺薄膜的结构,比较了电晕老化后原始和耐电晕聚酰亚胺薄膜的表面形貌,得出Dupont耐电晕聚酰亚胺薄膜是叁层结构,上下两个表层中含有较多的Al-无机化合物,是无机-有机复合结构。耐电晕聚酰亚胺薄膜之所以耐电晕,可能是因为集中在表面层的无机物质的高的热导率可以消散电晕产生的热量,减小了热击穿的危险,同时由于电晕放电作用在无机物上,而无机材料具有更好的耐电晕性和更高的耐受电晕产物腐蚀的能力。耐电晕聚酰亚胺薄膜中的无机相电晕老化后呈现更浓密的絮状团簇,无机-有机相界面间有很好的浸润性,而原始薄膜没有这一现象。研究了Dupont原始及耐电晕聚酰亚胺薄膜的介电谱特性、电导电流特性、退极化电流特性和热激电流特性,得出耐电晕薄膜的电老化阈值高于原始薄膜,且均随电晕老化场强的增加而下降。原始和耐电晕薄膜的载流子视在迁移率的变化范围分别为1.1×10-13m2/Vs-7.5×10-14m2/Vs和1.2×10-13m2/Vs-3.0×10-14m2/Vs,相应的陷阱深度变化范围分别为1.185eV-1.200eV和1.168eV-1.220eV。根据电导电流的温度特性得出,耐电晕薄膜的载流子活化能为0.76eV,原始薄膜为0.93eV。两种薄膜的热激电流峰值随极化场强增加而增加,原始薄膜的峰温基本不变,耐电晕薄膜略向高温移动。对热激电流曲线分峰处理,得出两种薄膜的活化能分别为0.65-0.91eV和0.60-0.90 eV。耐电晕薄膜中的浅陷阱,可能是薄膜耐电晕性提高的重要原因。研究了溶胶-凝胶法合成的含量分别为5wt%,10wt%,12.5wt%,15wt%和20wt%的纳米Al2O3复合聚酰亚胺薄膜的介电常数、介质损耗角正切与频(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2006-06-01)

无机纳米聚酰亚胺复合薄膜论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

随着现代科技的飞速发展,传统的聚酰亚胺/无机复合材料已经满足不了许多领域的需求。由于均匀分散的聚酰亚胺/无机纳米复合材料的综合性能较优良,这就促使了聚酰亚胺/无机纳米复合材料成为各个领域研究的热点。本文以溶胶-凝胶法制备了化学交联的聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)纳米复合薄膜和聚酰亚胺/二氧化钛(PI/TiO2)纳米复合薄膜,并对纳米复合薄膜的结构、形貌和性能进行了研究。本文以正硅酸乙酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了加入偶联剂异氰酸丙基叁乙氧基硅烷与未加入偶联剂的一系列不同二氧化硅含量的PI/SiO2复合薄膜,利用红外光谱、扫描电镜观察了薄膜的化学结构和微观结构,利用热重分析仪和电子万能拉伸试验机测试了薄膜的热学和力学性能。结果表明,加入偶联剂的复合薄膜中SiO2纳米颗粒在PI基体中分散均匀,其颗粒大小约为20-30nm,其热稳定性高于纯PI,并且力学性能明显提高。当二氧化硅颗粒含量在10wt%和8wt%时,交联与非交联纳米复合薄膜的断裂强度最大分别为105.4MPa和87.3MPa。本文以钛酸四丁酯/乙酰丙酮为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同二氧化钛含量的加入偶联剂异氰酸丙基叁乙氧基硅烷的PI/TiO2复合薄膜,利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜观察了薄膜的化学结构和微观结构,并利用介电谱分析仪和高频脉冲电压测试仪测试了薄膜的介电性能和耐电晕性能。结果表明,TiO2纳米颗粒在PI基体中分散均匀,其颗粒大小约为30-40nm。复合薄膜的介电常数高于纯PI,并且耐电晕性能明显提高。当二氧化钛颗粒含量在4wt%时,电晕老化时间最长为119min。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

无机纳米聚酰亚胺复合薄膜论文参考文献

[1].尹华平.聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备及光催化性能研究[D].北京服装学院.2017

[2].刘莹.聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备表征及性能研究[D].哈尔滨理工大学.2015

[3].查俊伟.耐电晕聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备与电性能研究[D].北京化工大学.2010

[4].张沛红,薛玉翠,杨春.无机纳米-聚酰亚胺复合薄膜介电性研究[J].哈尔滨理工大学学报.2009

[5].薛玉翠.聚酰亚胺—无机纳米复合薄膜介电性研究[D].哈尔滨理工大学.2009

[6].张沛红.无机纳米—聚酰亚胺复合薄膜介电性及耐电晕老化机理研究[D].哈尔滨理工大学.2006

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