高发射率红外陶瓷粉/PVDF复合材料的制备及其性能研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong464
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随着具有高发射率的红外陶瓷材料越来越受到人们的重视,加快发展高发射率红外陶瓷材料具有重大的意义。本文以高发射率的Fe3O4、过渡金属氧化物陶瓷为填料,以具有高比热容、耐高温性、易加工的PVDF为树脂基体材料,通过热压成型制备得到柔性高发射率红外复合材料,并以这两类柔性高发射率红外复合材料为研究对象,探究其红外性能。本文主要成果如下:(1)通过使用硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570对Fe3O4进行表面改性,并通过接触角测试比较了三种偶联剂的改性效果,选择硅烷偶联剂KH-570作为Fe3O4的改性剂,并通过设计正交实验来确定硅烷偶联剂KH-570改性Fe3O4的最佳实验条件。傅里叶红外光谱测试结果显示,在表面改性过程中,Fe3O4与硅烷偶联剂KH-570形成了化学键合。通过对Fe3O4/PVDF复合材料进行表征,测试结果表明,经硅烷偶联剂KH570改性后Fe3O4更均匀的分布在PVDF中。通过掺杂Fe3O4一定程度上降低了PVDF的热稳定性与结晶度,极大的提高了制备得到的复合膜的红外发射率,且发射率高达0.9以上,复合材料的散热性能也提高了12.6℃。(2)本文采用以Mn(NO32·6H2O、Co(NO32·6H2O、Fe(NO33·9H2O和Cu Cl2·3H2O为原材料,进行水热反应,通过烧结后得到过渡金属氧化物陶瓷粉。通过对制备得到的过渡金属氧化物陶瓷粉进行表征,结果表明,成功制备得到具有规则的类球型晶粒,晶粒表面光滑,陶瓷粉的主晶相为具有高发射率的Co Mn2O4尖晶石,其发射率高达0.9以上。经KH-570改性后,使陶瓷粉由原来的亲水性转变为亲油性。复合成膜后,通过过渡金属氧化物陶瓷/PVDF复合膜进行表征,测试结果表明,陶瓷粉的掺杂,一定程度上提高了PVDF的热稳定性,降低了PVDF的结晶度,极大的提高了制备得到的复合膜的红外发射率,且发射率高达0.9以上,复合材料的散热性能也提高了12.3℃。
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