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石墨烯薄膜的制备方法及应用研究进展 下载:76 浏览:433

何延如1,2 田小让1,2 赵冠超1,2 代玲玲1,2 聂革1,2 刘敏胜1,2 《新材料》 2020年9期

摘要:
完美石墨烯由于具有高导电性、高透光性、高柔韧性、高阻隔性、高机械强度、高化学稳定性、超薄等特性,被誉为21世纪最具颠覆性的"新材料之王",引起全球各界的关注,并预期在电子领域、光子领域、能源领域、环保领域、生物医疗健康等领域具有广阔的发展前景。目前,欧洲、美国、日本等众多国家,都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发,并已在新能源、电子等方面取得重要进展和初步应用效果。我国也明确把石墨烯作为国家重要战略材料列入国家"十三五"规划。石墨烯分为石墨烯粉体(还原氧化石墨烯)和石墨烯薄膜两大类。目前研究较多的是石墨烯粉体,且其制备和应用方面都有了系统的研究,并取得了一定成果。对于石墨烯薄膜,研究较多的是其制备技术,虽然对石墨烯薄膜在各个领域的应用均进行了初步研究,验证了它应用于其中的可行性,并预期其在部分应用领域具有显著优势,但多数处于研究初期,还面临众多技术挑战。因为目前制备的石墨烯薄膜性能和理论性能有较大差距,所以需要研究者们一方面改进制备技术,提升石墨烯薄膜性能;另一方面结合石墨烯特性选择拥有显著优势的应用领域进行深入研究,设计能够体现石墨烯薄膜性能优势的产品器件,这样才能真正打开石墨烯薄膜的应用市场。本文首先介绍了化学气相沉积法制备石墨烯薄膜的研究现状及发展趋势。目前,石墨烯薄膜晶畴尺寸多为微米级到毫米级,少数研究机构所制的石墨烯薄膜晶畴可达到厘米级;石墨烯薄膜迁移率一般可达到10 000~30 000 cm2/(V·s),方阻小于150Ω/,透光率达到97. 7%。石墨烯薄膜发展趋势是开发可控、快速制备大面积、大晶畴、高质量原位沉积石墨烯薄膜的技术和找到可体现石墨烯薄膜优异性能的应用场景。其次在欧盟"石墨烯旗舰计划"科技路线图的框架下,根据石墨烯薄膜的诸多预期特性,结合技术先进性、未来市场规模、可行性、开发周期等方面,选定16项主要应用方向作为重点关注方向,并将其归为七大类应用:透明导电层、分离隔离膜、场效应晶体管(沟道层)、光电探测器(有源区)、导热材料、集流体涂层、催化剂载体。本文重点系统地分析了石墨烯薄膜在上述应用中预期带来的优势、现状和面临的问题,为石墨烯薄膜材料的发展提供研究基础。

用于电阻式柔性应变传感器的导电聚合物复合材料研究进展 下载:80 浏览:432

任秦博1 王景平1 杨立2 李翔3 王学川4 《新材料》 2020年2期

摘要:
作为物联网的触角,传感器迎来了新的发展机遇。而随着可穿戴行业的发展,电阻式柔性应变传感器在人体穿戴实时监测、机器人仿生皮肤、医学健康跟踪、运动肢体捕捉以及生产振动检测等领域展现出广阔的应用前景。聚合物导电复合材料是电阻式柔性应变传感器最常用的应变传感核心材料,具有柔性好、应变检测范围大以及成本低的优势。但现有的基于聚合物导电复合材料的传感器普遍存在迟滞明显、线性度低、导电网络稳定性差的缺点,此外对于某些复合材料在应变过程中的导电机理阐释也存在缺陷。因此,近年来诸多学者从聚合物导电复合材料导电机理、不同导电填料的特性、聚合物本身特性以及不同的制备工艺等方面开展了大量的研究工作。在解释聚合物导电复合材料的导电机理方面,目前多采用渗流理论解释其导电过程。目前聚合物导电复合材料所用的导电填料主要分为碳系导电填料和金属系导电填料两大类,由于碳系导电填料的导电稳定性好、价格低,是目前使用的主流。而目前使用的聚合物基体主要分为硅橡胶、天然橡胶以及聚氨酯三大类,硅橡胶主要用于小应变、高灵敏度传感器,天然橡胶主要用于大应变传感器。而聚合物导电复合材料的制备工艺主要分为填充式、夹心式、吸附式三种,填充式的传感器应变范围较大,而夹心式和吸附式传感器应变范围相对较小。本文对聚合物导电复合材料的导电机理、导电填料、聚合物基体以及不同制备工艺进行了归纳和分析,并展望了柔性应变传感用聚合物导电复合材料今后可能的研究热点和发展趋势。

柔性生物电传感技术 下载:83 浏览:429

高久伟1,2 卢乾波1,3 郑璐1,2 王学文1,2,3 黄维1,2,3 《新材料》 2020年2期

摘要:
生物电信号作为监测人体健康的关键特征信号具有重要意义,因此人们一直在不断地探索和改进生物电信号传感技术。随着可穿戴电子技术的不断发展,传统的生物电传感设备在生物相容性、可穿戴性、便携性、制作成本等方面的问题也越来越突出,已很难满足当前的应用需求。近年来,新型柔性生物电传感设备迅速发展,相比于传统的生物电传感设备,柔性传感设备具有可拉伸性好、便携性强、体积小、成本低、皮肤接触界面更加稳定等巨大优势,为生物电传感技术带来了革命性的变化。由于柔性材料大多是绝缘的且与金属的结合力较差,因此出现了亟待解决的新问题,例如柔性基底材料和导电材料的选型问题、电极的设计和加工问题等。另外,生物电监测易受噪声干扰,因此减小其运动伪影、延长有效监测时间、提高生物相容性、提高信号采集质量也是柔性生物电传感器件的主要研究热点。电极是柔性传感设备重要的组成单元,生物电检测电极的质量决定了生物电传感器的检测灵敏度、信号质量、使用寿命等。如今已经取得较好效果的柔性生物电检测电极主要有金属纳米线电极、柔性导电复合物电极等。其制备方法主要是:(1)在柔性材料中掺杂金、银、碳纳米管等导电材料来使其具有导电性能,再对结构和形状进行加工;(2)在柔性衬底上沉积或电镀导电材料,再对导电材料进行图案化加工等。制备工艺主要包含光刻、蒸镀、气相沉积、键合、喷涂、滴铸、旋涂、浸涂和真空过滤等。本文归纳了柔性生物电传感技术的研究进展,对柔性生物电传感器的组成单元和工作原理、柔性基底材料的选择、柔性生物电监测电极的制备方法进行了论述,并对柔性生物电传感技术在心电、脑电、肌电、眼电等监测方面的应用进行概述,分析了柔性生物电传感技术面临的问题并展望其前景,以期为柔性传感技术在生物电监测方面的进一步发展提供参考。

导电织物制备方法及应用研究进展 下载:83 浏览:426

马飞祥1,2 丁晨1 凌忠文3 袁伟1 孟秀清2 苏文明1 崔铮1 《新材料》 2020年2期

摘要:
织物面料由于其优异的柔韧性及透气吸水特性,越来越多地被选择为柔性电子器件的衬底材料,并被广泛应用于可穿戴电子领域。其中如何实现普通织物具有导电性,并满足弯曲、拉伸,甚至洗涤状态下仍然保持电学稳定性,是各种织物基可穿戴电子器件的基础。本文首先综述了当前制备导电织物的各种方法,并依次展开论述,总结各方法的优缺点,指出导电织物研究中亟待解决的问题,主要包括实用性、舒适性、规模化、低成本等;最后对导电织物在柔性可穿戴电子中的应用进行了介绍,并对其未来发展趋势进行了展望。

基于纳米材料的气凝胶制备及应用 下载:80 浏览:464

管庆顺1 李建1 宋如愿1 徐朝阳2 吴伟兵1 景宜1 戴红旗1 房桂干3 《新材料》 2018年11期

摘要:
气凝胶是一种三维多孔材料,具有孔隙率高、比表面积大、密度低等特性。以纳米材料构筑气凝胶可进一步调控孔隙结构、改善机械强度,同时还能赋予气凝胶高导电性、低热导率、高吸附性和隔音吸声等特性,在储能、保温隔热、吸附材料等领域有重要的应用。重点对近年以纳米颗粒、纳米纤维素、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯等不同形态纳米材料构筑的气凝胶的制备、结构、性能和应用进行了综述,同时展望了气凝胶的发展前景与方向。

金属纳米颗粒导电墨水制备与后处理工艺的研究进展 下载:86 浏览:492

刘云子 张伟 宋占永 《新材料》 2018年10期

摘要:
印刷电子技术是一种低成本、简捷高效、绿色环保的电子器件制造技术,已在柔性电子制造等诸多领域展现出巨大的潜力。近年来,导电墨水作为印刷电子技术迅速发展的关键材料受到了学术界的广泛关注和报道。结合印刷电子技术的应用和发展现状,对金属纳米颗粒导电墨水的各项性能指标及其机理进行概述,综述了金属纳米颗粒导电墨水的制备和后处理工艺的研究进展,着重介绍了部分有潜力的前沿技术,并分析了这些技术对应的优势与局限及其发展方向。最后结合印刷电子技术目前发展中存在的问题提出了一些观点。

氧化钒作锂离子电池正极材料的研究进展 下载:86 浏览:456

梁兴 高国华 吴广明 《新材料》 2018年4期

摘要:
V2O5具有独特的层状结构,适合于锂离子的存储,与传统的锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料相比,具有高的理论比容量、功率密度以及价格低廉、原材料丰富等优势,在作为锂离子电池正极材料方面备受关注。但V2O5低的固有电导率及锂离子扩散系数,导致其容量保持率低和倍率性能差;此外,充放电过程中反复的相变会引起结构的不稳定,而且氧化钒会部分溶于电解液,因此表现出差的循环性能。正是由于这些制约因素的存在,对V2O5的固有缺陷进行改性研究以提高氧化钒正极材料的电化学性能成为重要的研究热点。将氧化钒进行纳米化以增大比表面积和缩短离子扩散距离,同时通过复合、掺杂改性等方法提高材料的导电性和循环稳定性,从而使V2O5正极材料表现出优异的电化学性能成为可能。文章从氧化钒电极材料纳米化,在纳米化的基础上复合导电材料,调节工作电压窗口,掺杂金属离子这四类方法阐述对氧化钒电化学性能的改善,以及各种方法对电极电化学性能的影响。

炭黑/液体硅橡胶复合材料的迟滞性和拉伸响应特性 下载:14 浏览:410

龚瑾1,2 龚云琪1,2 梅顺齐1,2 《传感器研究》 2020年8期

摘要:
以导电高分子材料制备的柔性应变传感器可应用于可穿戴设备领域中,实际应用中需要其在不同外界条件下表现出良好的稳定性与可重复性。研究了炭黑含量、拉伸速率、拉伸率等因素对炭黑/液体硅橡胶导电高分子复合材料拉伸响应行为的影响。结果表明,随着炭黑含量增加,复合材料表现出逾渗现象并符合逾渗理论,其逾渗阈值(质量百分比)在3%。在不同拉伸速率条件下,均表现出良好的迟滞性(在50、250、500 mm/min拉伸速率下迟滞性系数分别为8.1%、8.47%、8.82%)。在不同拉伸率与拉伸速率条件的拉伸释放试验均表现出良好的稳定性(ΔR/R0最大相对标准偏差分别为1.42%、1.86%)。

纳米银线焊接工艺的研究进展 下载:80 浏览:485

白阳1 黄东炎2 彭湃2 向雄志2 《材料科学研究》 2018年9期

摘要:
纳米银线透明导电薄膜具有优异的光学透过性和导电性能,是最有可能替代ITO的材料.本文简要地叙述了纳米银线的生长机理,着重介绍了近年来纳米银线的激光束焊接、化学焊接、电阻焊接及冷焊等焊接工艺现状,并对纳米银线透明导电薄膜的应用前景进行了展望.

时效工艺对Al-Mg-Si合金导线抗拉强度和导电率的影响 下载:95 浏览:506

杨莉1 陆冠华1 康跃华1 王顺成1 翟元辉2 张志敏2 《材料科学研究》 2018年1期

摘要:
采用连铸连轧和拉拔工艺制备Al-0.8Mg-0.7Si合金导线,利用直流双臂电桥和拉伸试验机,研究了自然时效和人工时效工艺对Al-0.8Mg-0.7Si合金导线抗拉强度和电导率的影响.结果表明:随着自然时效时间延长,铝合金导线的抗拉强度提高,导电率下降.当自然时效192h时,铝合金导线的抗拉强度达到最大值318MPa,导电率为52.5%IACS.随着人工时效时间延长,铝合金导线的抗拉强度和导电率提高.在175℃人工时效8h时,铝合金导线的抗拉强度达到最大值330 MPa,导电率为55.6%IACS.

磁性导电聚合物微波吸收材料的研究 下载:87 浏览:492

邓建国1 杨迎春2 《纳米技术研究》 2023年6期

摘要:
报道了以导电高分子材料为壳,纳米Fe3O4微粒为核的壳核结构的纳米磁性导电聚合物微波吸收材料的合成、结构、介电性能、磁导率和微波吸收性能。

阵列式碳纳米管对聚苯胺导电性能影响 下载:84 浏览:449

付燮莲1 曾效舒2 曹东3 《纳米技术研究》 2023年2期

摘要:
用原位聚合法制备了聚苯胺/碳纳米管复合材料,研究了碳纳米管加入时间、搅拌速度等工艺因素对复合材料导电性能的影响.用四极电子电位差计和HT600透射电子显微镜对该复合材料的导电性能和微观形态作了检测.试验结果表明:在原位复合条件下,聚苯胺可以完全包覆在碳纳米管上,而且碳纳米管在聚苯胺基体中呈网状分布,使复合材料的导电性能得到改善。

纳米管状聚苯胺合成与导电织物涂层整理研究 下载:41 浏览:421

王进美1 朱长纯2 戴惠敏2 《纳米技术研究》 2019年4期

摘要:
本文研究采用改性的碳纳米管为模板,采用氧化聚合法合成了纳米管状聚苯胺.利用FTIR、UV/Vis Spectra、TEM等分析表明:合成的聚苯胺分子具有良好的纳米管状结构.利用合成的聚苯胺与有机粘合剂等材料进行复配,形成稳定的整理剂,利用Mini-TAB对各整理工艺进行优化分析,使整理后的织物的导电性大大提高.该整理技术将对开发导电、抗静电纺织服装产品具有实际应用意义

自动化仪表中的计量检测技术研究 下载:75 浏览:768

孙天跃1 朱立银2 杨文磊3 《中国仪器》 2024年11期

摘要:
众所周知,仪器仪表的作用就是测量,最初被应用在粮食重量测量中。随着科技改革发展,人们对仪器仪表精度要求更加严格。工业创新发展,诸多行业把更多资金用于仪器仪表采购,通过引进各种现代化设备,促进试验检测水平提高,实现创新发展。本文就以自动化仪表计量检测为探究重点,进一步研究自动化仪表中计量检测技术,具体内容如下。

电导率现场监测技术在水质监测中的应用研究 下载:203 浏览:2137

汪数学 《电力研究》 2023年7期

摘要:
为了提高水资源质量,针对水质监测中电导率现场监测技术的应用展开分析。首先对电导率现场监测技术做出介绍,随后阐述水质监测中该技术的操作流程,明确电导率现场监测技术的操作要领。最后提出了调整溶液浓度、精准测量电导率、克服周围环境温度对监测结果的影响、做好设备校准工作四点建议。充分发挥出电导率现场监测技术的优势,通过水质监测发现存在的影响因素,以期能够杜绝水质污染问题。

特高压直流换流站二次设备回路传导电压干扰特性研究 下载:256 浏览:2146

杨辛茹 王丽娜 李其 雷小松 《中国设备》 2022年11期

摘要:
随着输电电压等级的提高,特高压直流系统换流站的电磁环境日益复杂,换流站一次系统稳态或暂态过程产生的干扰很有可能影响二次系统的正常工作,有可能直接导致直流输电系统故障。电磁干扰问题是影响换流站电能输送和安全稳定运行的重要原因之一。相当多的研究关注特高压直流换流站一次回路的电磁干扰水平分析。建立了换流站一次回路主要元件的宽频等效电路,采用时域仿真方法分析了换流站传导电磁干扰及其传播特性。在操作过电压、雷电过电压等各种过电压情况下分析了变电站二次系统受干扰情况,同时对二次设备应具备的抗干扰度要求。PT/CT成为一次回路传导电磁干扰传播至二次设备回路的重要途径。经CVT和CT等传导导致的电磁干扰特性及形成原因,并基于此分析从软件、硬件设计两个不同角度给出了增加抗干扰的方法。

多孔镍阴极导电能力的研究 下载:144 浏览:1466

李星 《装备技术研究》 2023年7期

摘要:
针对浸没式多孔镍阴极给电发生镀透性差、预沉积时间长的问题,研究了镀镍海绵的生产设备和制造条件,通过研究多孔镍阴极导电的机理,优化设备结构和维护方法,达到了降低成本和消除镀透性不良的效果。

高压电缆半导电屏蔽材料研究进展与展望 下载:196 浏览:2154

魏平 《新材料》 2024年1期

摘要:
高压电缆输电具有远距离、大容量、低损耗的特点,是城市输电、跨江跨河、海上输电的核心电气设备,被誉为国民经济的“血管”。高压电缆电压等级与输送容量不断提高,截至2019年,66kV及以上高压交流电缆在运里程已达到8.6万km,并以每年7%的增长率快速发展;根据国家能源规划预测,到2050年我国全社会用电量将翻一番,高压交流电缆运行里程将超过20万km。基于直流电缆的柔性直流输电是新能源发电规模化利用、跨海互联的重要手段。近年来,我国实现了高压直流电缆在电压等级上从±160kV至±500kV的跨越发展,直流电缆输电工程建设进入快速发展期。半导电屏蔽层作为高压电缆必不可少的组成部分,通过三层共挤技术紧密包围在绝缘层内外。内、外半导电层分别与电缆导体、金属屏蔽层形成等电位,使得绝缘与高压电位、地电位之间形成光滑界面,起到消除金属导体表面毛刺或凸起、均匀界面电场分布、抑制局部场强过高、防止局部放电的作用。

离子注入高分子材料的导电特性研究动态及应用 下载:368 浏览:2714

丁伯继 《新材料》 2022年6期

摘要:
离子注入聚合物因有望用于微电子、表面防护和光学等领域,备受各界的关注。目前,有不少离子注入聚合物的相关实验,从离子、聚合物二者的相互作用导致聚合物在结构、电学、力学和光学方面的变化进行研究。本文将对离子注入高分子材料后的导电特性的研究进展和结果作一总结。

高分子材料在导电方面的推广及应用研究 下载:215 浏览:2282

张琳1 罗侃2 《材料科学研究》 2022年2期

摘要:
高分子材料的推广应用对导电方面来讲是至关重要的。如果这类技术手段利用和推广不彻底,那么在持续发展导电事业方面就会存在一定的障碍,造成相关技术手段与产品的供应不及时。该现象一旦发生,就有可能造成人们日常生活的混乱,影响正常的社会秩序。因而,高分子材料推广应用与导电方面有很大的关系,需要我们更加重视这方面的工作,不断提高它的效果和效率。
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