宽温域压电材料的研究进展及其柔性化设计

近年来,随着汽车、石油、核电和航空航天等高温领域的发展,应用于极端环境中的无损检测、可持续自供电设备用宽温域压电材料成为研究热点。然而,具有优异压电性和高温稳定性的宽温域压电材料,由于质脆、硬度大,致使所制器件无法兼具柔性及高温稳定性而在高温精密化作业、可穿戴健康检测等应用中受到极大限制。因此基于宽温域压电材料的柔性化设计,以实现耐高温柔性压电装置的制备并最终大幅拓宽压电装置的高温工作潜力,成为目前压电器件的重要发展方向。本文首先针对300℃以下环境中应用的压电材料(锆钛酸铅、钛酸钡和碱金属铌酸盐)和500~1000℃环境中应用的Ⅲ族氮化物的研究进展进行了介绍,然后分析基于这些材料的柔性化设计技术及柔性化设计过程中所用衬底或复合基体的种类对最终器件高温稳定性的影响。

宽温域连续润滑材料的研究进展

航空、航天及核电等高新技术产业中苛刻工况下相关运动部件的润滑和耐磨问题是影响整个系统可靠性和寿命的主要因素,因此对具有宽温域连续润滑功能的新型润滑材料提出了越来越迫切的需求。文中综述了自润滑复合材料、"发汗"润滑材料、PS/PM自润滑涂层及温度"自适应"润滑涂层的研究成果,包括润滑剂及复配的选择依据、新型润滑剂对宽温域连续润滑材料组织结构、摩擦学行为、摩擦化学反应、润滑机理等的影响,并对不同润滑剂材料体系的宽温域连续润滑材料进行了系统的总结,在此基础上展望了宽温域连续润滑材料的发展趋势。

改性硅橡胶宽温域阻尼材料研究

为了制备基于甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）的宽温域阻尼材料,本文以MVQ作为基体,采用共混法制备了MVQ/萜烯树脂复合材料,并探讨了其阻尼性能与松弛特性及橡胶基体网络结构之间的关系。动态力学分析表明,共混材料两个转变峰之间的阻尼因子（tanδ）明显提高。通过核磁交联密度仪分析,发现加入萜烯树脂使该材料自由链段含量增加,MVQ的交联密度降低,导致链段运动的松弛时间增加,这是提高该材料阻尼性能的主要原因。测试结果表明：该材料在-60~200°C的温度范围内tanδ〉0.25。为了进一步提高其阻尼性能和物理机械性能,还制备了MVQ/萜烯树脂/乙烯丙烯酸酯橡胶（AEM）三元共混型复合材料,当MVQ/AEM为60/40时,有效阻尼（tanδ〉0.3）温域达到192℃（-7~185℃）,达到了宽温域高阻尼材料的要求。

LaNiMnCrO 系陶瓷的温敏特性

传统的 NTC 热敏电阻由过渡金属氧化物尖晶石材料制成.本文报道一种具有负电阻温度系数的新型热敏材料.这种材料由尖晶石陶瓷和钙钛矿陶瓷复合而成.与传统的 CoNiMnO 系材料比较,该材料具有热稳定性好、电阻-温度特性非线性系数小、适用温区宽、材料成本低、批量生产效益高等特点.

柔性接头弹性件用橡胶材料的研究现状及发展趋势

综述了柔性接头弹性件用橡胶材料的研究现状,重点介绍了天然橡胶(NR)[异戊橡胶(IR)]和硅橡胶(SiR)弹性件的基础配方、力学性能及在发动机柔性接头上的应用情况,分析了低温改性NR材料的配方、宽温域范围内力学性能和SiR材料的黏接性能;对合成丁异戊橡胶(CBIR)弹性材料的配方、力学性能及在柔性接头上的应用前景进行了分析,提出了柔性接头弹性件橡胶材料的未来发展趋势。

宽温域硅橡胶阻尼材料的研究进展

讲述了硅橡胶阻尼材料的阻尼作用机理和阻尼性能的影响因素,重点介绍了添加填料、共聚改性、共混改性、互穿网络技术(IPN)和发泡技术等对硅橡胶阻尼性能的影响及其国内外研究现状,展望了硅橡胶阻尼材料的应用前景。

超大尺寸加固TFT-LCD关键技术的实现

针对超大尺寸加固液晶显示模块存在的关键技术问题给出了解决方案,如宽温液晶材料的合成,条形宽幅双驱动液晶面板的设计制作,液晶模块的抗振动冲击、阳光可读性等,实现了液晶材料、显示屏、显示模组整个链条技术的突破。且针对超大尺寸显示器造成的光污染,提出一种解决思路。依据光纤面板的角度截止作用,控制显示模块出射光线的角度,消除显示模块有效视角外的杂散光来减小反射,达到控制光污染的目的。

宽温域阻尼材料在柴油机噪声控制中的应用

对YZ4105QF型柴油机表面辐射噪声源进行了声学近场测量分析,并在此基础上提出了用宽温域阻尼材料降低发动机的噪声,以解决普通阻尼材料高温下阻尼性能大幅度下降的问题,并进行了实验研究。

宽温度范围纳米多孔硅/高氯酸钠热分解特性

以纳米多孔硅粉(nPS)为燃烧剂,高氯酸钠(NaClO_4)为氧化剂制备nPS/NaClO_4复合含能材料,利用差示扫描量热-热重(DSC-TG)法研究其在宽温度范围(25~1200℃)的热分解特性。为了更全面地了解该复合含能材料的热分解特性,同时研究了nPS、NaClO_4、Si/NaClO_4、nPS/NaCl复合材料热分解特性。结果显示,氧气气氛下硅氢键在400.0℃发生断裂,而其在氩气氛围下的断裂温度为820.0℃。NaClO_4在581.0℃分解放热,总失重量为68.31%。nPS/NaCl复合材料在883.3℃出现最强放热峰,放热量为567.0 J·g^(-1)。硅氢键的存在使nPS/NaClO_4放热量达到359.5 J·g^(-1),与Si/NaClO_4相比,增大了15.3 J·g^(-1)。综合热分析测试结果,推测出nPS/NaClO_4复合含能材料的热分解机理:O_2使硅氢键提前断裂并参与放热反应,800℃后未断裂的硅氢键与NaCl发生反应最终生成Si。固体燃烧产物的XRD图谱证明了该推论的合理性。

宽温域压电超声换能器研究进展

作为重要的无损检测器件,压电超声换能器已广泛应用于国民经济的各个领域。随着现代工业技术特别是航空航天、核电能源和智能制造等工业技术的发展,各类工矿环境对压电换能器的性能提出了更高的要求,迫切期望压电换能器能在宽温域范围内稳定地监测设备的运转状况,提前预警,避免重要设备的结构性损坏。宽温域响应的压电超声换能器是目前压电器件技术领域的前沿性研究内容,该文重点介绍了能够工作在宽温域范围内的压电超声换能器及其结构,阐述了压电超声换能器在无损探伤方面的独特优势。

超宽温区负温度系数热敏电阻材料的开发

以稀土氧化物Y_2O_3、CrO_3、MnO_2为原料,采用氧化物法开发出超宽温区(25～1 000℃)具有热敏特性,B值在低温段与高温段分段稳定的新型NTC(负温度系数)热敏电阻材料。经实验制得aY_2O_3-bYCr__(0.5)Mn_(0.5)O_3(a+b=1)高温热敏材料,其室温电阻率为1.0～50 MΩ·cm,低温段(25～700℃)B值为3 500～5 500 K,高温段(700～1000℃)B值为6 500～8 500 K.

基于相间交联的共混型宽温域阻尼弹性体的制备及机理

结合过氧化物硫化体系的硫化过程,提出过氧化二苯甲酰(BPO)可以引发环氧化天然橡胶(ENR)与邻苯二甲酸二烯丙酯预聚体(DAP-A)发生相间交联反应,以改善两相之间的相容性,拓宽ENR/DAP-A二元共混材料的有效阻尼温域。分别采用硫磺硫化体系和BPO硫化体系制备的ENR-40(环氧化程度为40%的ENR/DAP-A二元共混材料)进行对比分析,并利用动态力学分析、差示扫描量热分析以及宽频介电谱论证了上述机理。基于以上机理,进一步探究了共混比例和BPO用量对ENR-40/DAP-A二元共混材料阻尼性能的影响,最终制备了一种有效阻尼温域为-33~145℃(tanδmin>0.35)的宽温域高阻尼材料。

温拌橡胶沥青宽路用温度域流变特性

为了研究温拌橡胶沥青的流变特性,制备了符合《公路工程废胎胶粉橡胶沥青》(JT/T798—2011)技术要求的橡胶沥青,进行了粘温关系试验与基本技术指标试验,从降温效果与技术指标影响两方面确定了Sasobit温拌剂的最佳掺量,评价了Sasobit温拌橡胶沥青的高温(60、70℃)、中温(25℃)、低温(5℃^-24℃)宽路用温度域的流变特性。分析结果表明:3%的Sasobit为温拌橡胶沥青的最佳温拌剂掺量;温拌剂Sasobit提高了橡胶沥青的高温稳定性,70℃车辙因子提高了79%,但对橡胶沥青粘韧性没有明显影响;3%掺量的Sasobit降低了橡胶沥青的疲劳性能,25℃疲劳因子提高了22%,但是其温拌橡胶沥青疲劳性能依然优于SBS改性沥青;在中国沥青路面使用性能气候分区标准的冬温区温度以下,随着温度的降低Sasobit温拌橡胶沥青的低温性能逐渐优于SBS改性沥青,-24℃的蠕变劲度为SBS改性沥青的45%,同时3%的Sasobit掺量不会过度影响橡胶沥青的低温性能,-24℃时橡胶沥青蠕变劲度提高了10%。

材料封装型光纤布拉格光栅宽温域应变传感性能研究

针对用于高温油气井下的光纤布拉格光栅(FBG)传感器弹性封装材料宽温域应变问题,将奥氏体不锈钢材料和试制的铌基恒弹合金材料设计加工成弹性应变元件,并将FBG粘贴于其上封装成传感器。在30~250℃宽温域范围内对两个传感器施加拉力进行应变传感实验,对比研究了两种材料的应变传感性能。结果表明:两种合金材料在不同温度下的应变响应线性度均超过0.999;但随着温度的升高,两种合金材料的应变响应灵敏度有下降趋势,重复性降低,迟滞增大,温度影响弹性材料的应变传感性能;在30~250℃温度范围内,用试制的铌基恒弹合金材料封装的传感器在重复性、迟滞、线性拟合度和灵敏度稳定性方面均优于奥氏体不锈钢材料封装的传感器。因此试制的铌基恒弹合金可用于宽温域FBG传感器的弹性封装材料。