聚合物基导电复合材料几种导电理论的评述

近年来,有关聚合物基导电复合材料的研究已受到普遍的重视,但对导电复合材料导电机理研究的不足制约了其应用和发展。导电复合材料的导电机理相当复杂,通常可分为导电通路如何形成和材料形成导电通路后如何导电这两个方面来研究。人们提出了许多导电机理模型,详细介绍了渗滤理论、有效介质理论、量子力学隧道效应理论等几种具有代表性的导电理论,对其适用范围、优缺点等进行了评述。通过对这些导电机理的探讨,有助于加深对复合型导电塑料以及其它导电复合材料导电行为的了解。

泥质砂岩水淹层有效介质对称复电阻率模型

鉴于目前复电阻率测井在水淹解释中只限于定性应用,尚未进行定量应用,基于泥质砂岩电阻率频散特性实验研究成果,利用有效介质对称各向异性导电理论,建立泥质砂岩水淹层有效介质对称复电阻率模型.通过对该模型的影响因素分析,发现随频率、黏土电导率、黏土体积分数增大,复电阻率模值减小.通过岩样复电阻率实验数据精度验证和实际测井资料解释结果对比表明,文建立的复电阻率模型可用于水淹层的定量解释,具有实用价值.

低阻油层通用有效介质对称电阻率模型的应用

基于并联导电和有效介质对称各向异性导电理论,建立低阻油层通用有效介质对称电阻率模型,研究模型确定含水饱和度的求解方法及参数确定方法,评价模型的实用效果,表明模型导出的关于可动水孔隙度函数在0～(有效孔隙度)区间内存在一个局部极小值,且该极小值点对应的孔隙度随骨架渗滤指数、微孔隙渗滤指数、骨架渗滤速率、微孔隙渗滤速率及其他参数的变化而变化,为保证迭代收敛,采用牛顿和二分结合的混合迭代算法,试算结果表明其收敛性.利用有该模型,对大庆XX油田的B井进行处理,并将模型计算的含水饱和度与试油结果进行对比,结果表明模型计算的含水饱和度是合理的,说明该模型适用于低阻油层解释.

导电胶粘剂的导电机理研究进展

综述了导电胶的导电机理。导电胶作为无铅焊焊料的替代品,相关研究已受到普遍的重视,但对导电胶导电机理研究的不足在一定程度上制约了其应用与发展。导电胶的导电机理相当复杂,通常可以分为导电通路如何形成与材料形成导电通路后如何导电这两个方面的内容来研究。对此,人们提出了许多阐述导电胶导电机理的理论和模型。本文详细介绍了渗流理论、界面热力学理论、有效介质理论、量子力学隧道效应理论等几种具有代表性的导电理论,对其适应范围、优缺点等进行了评述。

聚合物驱水淹层有效介质电阻率模型

聚合物与水的物性差异导致聚驱水淹层的电性特征发生变化,需对聚驱水淹层的导电规律进行深入研究。基于多种地层水矿化度的聚驱岩心电阻率实验,得出聚驱水淹层电阻率变化规律受聚合物溶液电阻率与地层水电阻率比值的影响较大,且随电阻率比值增大,地层电阻率与含水饱和度关系曲线呈现单调递减型、"L"型、非对称的"U"型。考虑注聚合物过程中储层混合液电阻率随含水率变化的变化规律,以及聚合物溶液与地层水之间的离子交换作用,提出了混合液电阻率的计算方法。基于岩电实验结果和有效介质对称各向异性导电理论,针对高含水期水淹层油水分布特征,建立了聚驱水淹层有效介质电阻率模型。通过理论模拟和实验验证,表明该模型可以描述聚驱泥质砂岩水淹层电阻率变化规律。实际井资料解释结果与岩心分析结果对比,表明聚驱水淹层有效介质电阻率模型能够提高水淹层解释精度。

金属薄膜形成过程中电导特性变化的有效媒质理论

利用有效媒质理论描述了金属薄膜形成过程中电导率变化规律，与实验测得的Ａｌ薄膜形成过程中电导率变化结果比较接近．分析和讨论了一些影响计算结果准确性的因素．

南海东部低孔低渗储层测井评价方法

针对南海东部储层具有孔隙度小、渗透率低、孔隙结构复杂、束缚水饱和度高等特点,采用参数单相关分析方法,优选影响束缚水饱和度和渗透率的主要参数,利用多元回归法建立渗透率和束缚水饱和度解释模型;考虑可动水和微孔隙水导电路径不同及黏土附加导电,基于岩电实验结果和有效介质对称导电理论,建立南海东部低孔渗砂岩含水饱和度模型.实际应用表明储层评价方法求取的参数精度较高,且应用效果好.

煤矸石制备多孔复相陶瓷材料及导热系数研究

利用煤矸石作为主要原料,以有机物交联丙烯酸树脂（AMR）作为造孔剂,合成多孔复相陶瓷,用作保温材料。通过对材料性能测试表明,随着造孔剂含量的增加,材料的体积密度下降、气孔率增加、导热系数和抗压强度也降低。添加10%~40%AMR造孔剂后合成的多孔陶瓷性能符合高效能外墙外保温材料标准。通过对合成样品导热系数和气孔率关系的研究,表明两相材料导热系数模型中的有效介质理论公式可以应用于多孔复相陶瓷中。

有效介质电阻率模型在含泥含钙砂岩储层中的应用

含泥含钙储层泥质和钙质成份对电阻率贡献具有复杂性,其饱和度的定量评价更加困难。通过考察储层品质指数与孔隙度的关系,确定双对数关系曲线下的斜率值,为混合泥质砂岩饱和度模型的选取提供了依据。钙质颗粒作为砂岩储层电阻率的重要影响因素,其成份的增加不仅会引起孔隙度的降低,而且引起孔隙通道曲折度的增大,从而导致地层电阻率值升高。在上述理论分析基础上,提出含泥含钙砂岩储层体积模型,并以有效介质理论为基础,建立了混合泥质含钙砂岩储层有效介质饱和度模型。该模型基于层状泥质与分散泥质砂岩并联导电以及分散泥质砂岩的有效介质SATORI电阻率模型,其中将分散泥质砂岩分成导电的砂岩骨架颗粒、不导电的油气、分散粘土颗粒、钙质颗粒、微毛管孔隙水以及可动水等6种成份,充分考虑了钙质成份的导电特性、微孔隙水的影响作用以及粘土的附加导电性等因素。经岩电实验数据拟合与实际资料处理结果表明,模型具有较强的适应性和计算精度。

基于有效介质与等效岩石元素理论的特低渗透率储层饱和度模型

清水洼陷沙三段储层属于特低渗透率储层,具有含泥质、微孔隙发育、束缚水饱和度较高、孔隙结构复杂的特征。建立该区块饱和度模型时应考虑这些因素对岩石导电性的影响。将含泥特低渗透储层等效成孔隙大小和形状及所含流体性质和含量不变的纯岩石,利用等效岩石元素理论描述孔腔和喉道比对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述孔隙结构对岩石导电性的影响,分别建立等效纯岩石的导电方程,并联立求解得出等效混合流体介质电导率表达式;再利用有效介质对称导电理论描述泥质附加导电对岩石导电性的影响,将求得的等效混合流体介质电导率代入该方程中,从而建立基于等效岩石元素理论和有效介质对称导电理论的含泥特低渗透储层导电模型。利用清水洼陷沙三段储层的岩电实验测量数据对该模型进行精度分析,测量岩样电导率值与计算电导率值平均相对误差很小,说明提出的模型能很好地描述特低渗透储层岩石的导电规律。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了清水洼陷沙三段储层实际井资料,结果表明,所建立的模型适用于清水洼陷沙三段特低渗透泥质砂岩储层评价。

有效介质理论在聚氨酯固体电解质中适用性研究

首次利用有效介质理论 ( EMT)对聚氨酯 ( PEU)掺杂盐复杂固体电解质体系的导电机理建立了模型。用数学的方法推导出了该体系电导率的理论计算公式 ,理论预计出随硬段聚集体的增加会出现电导率的极大值 。

有效介质理论离子导电模型的修正

针对现有有效介质理论(EMT)导电模型存在的问题和不足,通过对复合固态聚合物电解质(CSPE)导电性增强机制的分析,引入新的无机填料界面层离子导电模型及模型参数,对EMT离子导电模型进行修正。采用原位复合法制备聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质,通过实验测定样品离子电导率与无机填料SiO2含量之间的关系,应用现有的EMT离子导电模型和修正后的EMT离子导电模型分别对样品的离子电导率与无机填料含量关系进行计算,将计算数值与实验数值进行比较。结果表明,修正后的EMT离子导电模型的计算值与实验值吻合较好。

复合固体聚合物电解质导电增强机制与导电模型

主要讨论了复合固体聚合物电解质的导电增强机制,并结合近几年的相关文献,详细介绍了有效介质理论、构象熵理论和动态键合渗透理论3种具有代表性的导电理论,对其适用范围、优缺点等进行了评述。通过对这些导电机理的探讨,有助于加深对复合固体聚合物电解质导电行为的理解。

线性交叉超构材料及其应用(特邀)

操控材料的等频率线可以有效的调控光与物质的相互作用。近年来,基于双曲超构材料的研究表明,等频率线从封闭圆形到开放双曲线的拓扑相变对光的传输和辐射特性有着显著的影响。本文主要综述了一类存在于双曲拓扑转变中的新型各向异性超构材料,其等频率线对应为两条相交的直线,因而被称为线性交叉超构材料。一方面,由于具有开放的等频率面,线性交叉超构材料类似于双曲超构材料,可以支持大波矢模式。另一方面,线性交叉超构材料类似于零折射率超构材料,线性的色散关系使得线性交叉超构材料中传播的电磁波的群速度方向与相速度方向垂直,这将导致电磁波沿着传播路径的零相位累积。本文系统性介绍了线性交叉超构材料的实现、物理特性以及相关重要应用,并在最后对线性交叉超构材料的发展进行了展望。

石墨导电复合材料有效电导率模型研究

应用高分子复合材料导电理论,建立石墨导电复合材料有效电导率模型。通过研究有效电导率H-S模型,确定电导率的约束区间;进一步分析渗流模型、EMT模型以及GEM模型,并考虑了导电相和基体相电导率的差异性,提出了GEM简化模型;比较各种模型的适用条件,最终确定选用GEM模型和GEM简化模型的组合模型预测石墨导电复合材料有效电导率。与试验结果进行比较,确定相应的渗流阈值和体系关键指数。结果证明:该模型可以较好地预测石墨导电复合材料的有效电导率。

低孔渗泥质砂岩有效介质三水导电模型的应用

针对大庆扶杨低孔渗泥质砂岩储层微孔隙发育、束缚水饱和度大、粘土附加导电作用强的特点,基于三水概念和有效介质对称各向异性导电理论,建立了低孔渗泥质砂岩有效介质三水导电模型。通过研究模型求解含水饱和度方法,表明模型导出的关于可动水孔隙度函数在零至有效孔隙度区间内存在一个局部极小值,且该极小值点对应的孔隙度随骨架渗滤指数、微孔隙水渗滤指数、骨架渗滤速率、微孔隙渗滤速率及其他参数的变化而变化,为保证迭代收敛,采用牛顿和二分结合的混合迭代算法,试算结果表明其收敛。通过岩心实验,给出了微孔隙水和粘土水饱和度确定方法以及渗滤指数和渗滤速率值。利用该模型处理了实际井资料,并将处理结果与试油结果进行对比,表明本文建立的模型可提高大庆扶杨低孔渗泥质砂岩储层评价精度,满足油田勘探开发的需要。

高热导率的聚偏氟乙烯/石墨烯复合材料

芯片散热问题限制了芯片技术的进一步发展,寻求高热导率的热界面材料成为突破该瓶颈的重要手段之一。有机-无机复合材料由于其柔软性以及热导率可调控,有望取代常规材料——硅脂,成为新一代热界面材料。实验上,有机-无机复合材料的制备方法包括物理混合、分相析出和原位氧化。该文采用物理混合方法制备聚偏氟乙烯/石墨烯复合材料,并使用非稳态测量方法得到其热导率高达83 W/(m·K)(温度T=360 K、体积分数f=76 vol%)。此外,复合材料的热导率与填料的体积分数、颗粒大小形状以及填料与基体之间的相互作用等因素密切相关,利用改进的有效介质理论Bruggeman模型和Agari模型来解释复合材料热导率的物理机制时发现,改进的有效介质理论Bruggeman模型并不能很好地解释该复合材料的高热导率。由Agari模型可知,当填料含量较高时,填料之间更容易形成导热通道,从而提高了复合材料的热导率。

裂缝型储层五维地震有效压力参数预测

裂缝型储层是目前油气勘探开发的重要领域之一,有效压力预测在此类油气藏的开发中发挥着重要作用。有效压力可由有效压力参数计算得到,具有丰富方位及偏移距等信息的五维地震数据为裂缝型储层有效压力参数预测提供了基础资料。基于各向异性Gassmann方程和线性滑动理论,结合Smith有效压力参数函数和临界孔隙度模型,推导出由有效压力参数、流体体积模量和裂缝法向及切向裂缝弱度参数直接表征的正交各向异性(OA)介质纵波反射系数弱各向异性近似方程。在此基础上,提出了五维地震时频域分步反演方法,即在分步反演策略的基础上,综合利用时间域地震反演的抗噪性和频率域反演的高分辨率优势,提高预测精度。基于五维地震频率和振幅信息及岩石、测井和地质资料,实现了裂缝型储层有效压力参数及流体参数和裂缝法向及切向裂缝弱度参数的直接预测。模型测试和实际数据应用结果表明,反演结果与井上实际数值吻合程度较高,为裂缝型储层五维地震有效压力预测提供了一种可靠的方法。

Generalized effective medium resistivity model for low resistivity reservoir

With the advancement in oil exploration, producible oil and gas are being found in low resistivity reservoirs, which may otherwise be erroneously thought as water zones from their resistivity. However, the evaluation of low resistivity reservoirs remains

Far-infrared conductivity of CuS nanoparticles measured by terahertz time-domain spectroscopy

This paper reports that terahertz time-domain spectroscopy is used to measure the optical properties of CuS nanoparticles in composite samples. The complex conductivity of pure CuS nanoparticles is extracted by applying the Bruggeman effective medium theory. The experimental data are consistent with the Drude-Smith model of conductivity in the range of 0.2 1.5 THz. The results demonstrate that carriers become localized with a backscattering behaviour in small-size nanostructures. In addition, the time constant for the carrier scattering is obtained and is only 64.3 fs due to increased electron interaction with interfaces and grain boundaries.