改性纳米Fe_3O_4与低密度聚乙烯组成复合介质的介电谱分析

纳米Fe3O4是典型的顺磁性材料,将其与低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)复合,会给LDPE基体的磁、电等性能带来影响。为研究纳米Fe3O4加入对LDPE介电性能的影响,采用共沉淀法制备纳米级Fe3O4,并用不同方法对其进行改性,制备了不同条件的纳米Fe3O4粒子。将此纳米Fe3O4按质量分数0.25%～1%分别以熔融共混法与LDPE复合制得Fe3O4与LDPE的复合材料。以宽频介电谱仪进行了该Fe3O4与LDPE复合材料介电谱的研究,试验结果表明:纳米Fe3O4的加入及磁化对LDPE的介电常数和介电损耗均有影响,且其大小与掺杂方法及纳米Fe3O4质量分数有关。

陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10^(-6)的Cl_2和100×10^(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10^(-6)和0~100×10^(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。

半导体气体传感器动态温度调制系统设计及检测方法研究

针对半导体气体传感器存在选择性差的问题,通过温度调制检测方法实现可燃性气体良好检测性能,提高传感器在复杂环境下的选择性。设计了一种参数可调的气体传感器温度调制系统,实现了正弦波和矩形波输出模式,输出频率0~1 000 Hz,幅值0~5 V可调,矩形波占空比可调,并给出了系统总体设计方案和硬件设计电路。通过自制旁热式Sn O2传感器对CO和CH4两种可燃性气体进行了矩形波温度调制检测分析,得到了优化的温度调制参数。提出以传感器在空气和被测气体响应中温度调制幅值比作为灵敏度系数。测试结果表明,CO和CH4气体在周期10 s的方波温度调制下呈良好的近似线性规律变化,且具有较好的线性度差异,表明两种气体具有选择性差异。

Heusler合金Mn_2NiSi的形状记忆行为和磁性

采用基于密度泛函理论的第一性原理,对Heusler合金Mn2NiSi的电子结构和磁性进行了研究。计算结果表明:从立方结构到四方结构的相变降低了总能量,表明马氏体相是更加稳定的。随着温度的降低,Mn2NiSi经历了从奥氏体到马氏体的转变,体积几乎不变,表明了该合金具有形状记忆行为。磁基态是亚铁磁,Mn(A)和Mn(B)磁矩是反平行排列的、并且不等。奥氏体相和马氏体相的总磁矩分别是9.64×10-24A·m2和2.60×10-24A·m2。在这两种结构中,Mn(A)和Mn(B)是Mn2NiSi总磁矩的主要贡献者。根据态密度解释了马氏体相变和磁性的产生。

电场力显微镜不同探针对表面电荷注入的影响

在电场力显微镜(EFM)下利用不同金属镀层微探针,在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜的表面电荷生成特性进行研究。采用电场力显微镜导电探针在聚酰亚胺薄膜表面注入电荷,并对微纳米区域产生的电荷进行表征,结果表明不同金属镀层的微探针对聚酰亚胺薄膜上电荷注入效果不同。铂铱合金镀层具有比钴铬合金镀层更高的功函数fm,因此前者在金属-电介质接触中产生更大肖特基势垒,进而降低了电荷的注入程度。该研究为微纳米尺度下探索聚合物绝缘材料表面电荷生成、发展机理提供了一个新的研究方法和途径。

纳米聚酰亚胺复合材料的热刺激电流研究

采用改进的热激电流设备得到不同实验条件下(不同极化场强、极化温度、极化时间)的TSC曲线,研究不同测试条件对测量结果的影响。结果表明:选择适当的测试条件对测量的精确度有重要的意义;纳米粒子的存在有助于抑制聚合物分子链的运动和空间电荷效应。

大型换流变压器绕组的轴向振动稳定性评估

依据电磁学和力学基本原理,针对一台405MVA/500kV换流变压器,利用MagNet仿真软件,建立了最小分接短路工况下考虑局部不平衡安匝和调压绕组的三维对称有限元模型,并通过短路阻抗的仿真实验验证了谐波分析法和模型的准确性,计算出网侧绕组受到的轴向短路电动力.利用ANSYS软件建立"弹簧-质量-阻尼"模型进行模态分析,阐述了多载荷施加点、多自由度的变化振动系统中,线饼单元所受惯性力和弹性力的作用规律,讨论了网侧绕组上惯性力和弹性力的分布情况,以及这2种力对于轴向振动稳定性的影响.最后运用傅里叶变换对弹性力进行频谱分析,求得网侧绕组在振动过程中振动形式和能量的分布,并验证其稳定性.

氧化石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与性能

氧化石墨烯(GO)是石墨烯重要的衍生物之一,通过氧化和超声波分散制备了GO纳米片/环氧树脂复合材料。采用XRD、拉曼光谱、FTIR和TEM表征了GO纳米片的结构与形貌,研究了GO纳米片用量对GO纳米片/环氧树脂复合材料热稳定性、力学性能及介电性能的影响。结果表明:GO纳米片的加入提高了GO纳米片/环氧树脂复合材料失热稳定性;随着GO纳米片填充量的增加,GO纳米片/环氧树脂复合材料的冲击强度和抗弯性能先提高后降低,其介电常数和介电损耗则先减小后增加。GO纳米片填充量为0.3wt%的GO纳米片/环氧树脂复合材料的失重5%时的热分解温度由纯环氧树脂的400.2℃提高到424.5℃,而冲击强度和弯曲强度分别在GO纳米片填充量为0.2wt%和0.3wt%时达到最大,冲击强度由纯环氧树脂的10.5kJ/m2提高到19.7kJ/m2,弯曲强度由80.5 MPa提高到104.0 MPa。