祝賀普京(祝賀添丁之喜)
近日,化學化工學院壓電催化與新能源電工材料研究中心周文英教授團隊在三大經(jīng)典之一的《IndustrialEngineeringChemistryResearch》上發(fā)表了題為“InsightsintosynchronouslyEnhancedInterfacePropertiesandThermalConductivity”的論文國際化學工業(yè)認可的出版物。“以SiO2殼為中間層構(gòu)建-SiCw/PVDF納米復合材料”的最新研究成果標志著我?;W科在基礎(chǔ)化工材料領(lǐng)域的研究達到了新的水平,有力地促進了化工學科的發(fā)展。工程技術(shù)領(lǐng)域知名期刊,旨在發(fā)表全球化學工程應用領(lǐng)域最新的高質(zhì)量原創(chuàng)研究。
西安科技大學化學工程學院為該論文的第一作者。2020級碩士生曹丹為該論文的第一作者。通訊作者為化工學院周文英教授。該研究工作得到了國家自然科學基金()和陜西省自然科學基金的資助。由科學基金會(2022JM-186)支持。
綠色能源的獲取和儲存是應對當前國家提出的“碳達峰”和“碳中和”戰(zhàn)略的有效技術(shù)策略。柔性聚合物納米電介質(zhì)具有高介電常數(shù)、低損耗和高擊穿強度,是基于電極化原理實現(xiàn)儲能的薄膜電容器的關(guān)鍵電介質(zhì)材料;此外,這種材料在微電子封裝、電氣絕緣、航空航天、軍事武器等領(lǐng)域也有重要用途。壓電催化與新能源材料團隊致力于綠色新技術(shù)研究。能源材料的研究由來已久。此前,人們在利用納米SiC晶須提高聚合物介電常數(shù)、降低損耗和漏電流方面進行了大量研究。分別通過高溫氧化和溶膠-凝膠方法在半導體納米SiC晶須表面涂覆高絕緣氧化物。制備了不同結(jié)構(gòu)和厚度的硅殼層、核殼納米晶須顆粒。通過納米級氧化硅殼層對漏電流的有效抑制,大大降低了介電損耗和電導,實現(xiàn)了高介電低損耗。柔性納米聚合物電介質(zhì)。然而,這種材料的導熱率較低。這是由于先前構(gòu)建的非晶氧化硅納米殼的導熱率較低,限制了納米晶須的高導熱率,影響了柔性電介質(zhì)在高場下的快速散熱效果。
針對這一問題,考慮到高介電、低損耗、高導熱率和高擊穿性能的同時協(xié)調(diào)和平衡,基于晶體氧化硅界面層的構(gòu)建,達到平衡且良好的綜合性能的目的建議的。通過在1200~1300高溫下在碳化硅晶須表面生長晶體氧化硅的策略,構(gòu)建了-SiCw@SiO2核殼晶須的新結(jié)構(gòu)。通過改變溫度和時間,可以輕松控制氧化硅的晶態(tài)和厚度。這樣就可以控制核殼顆粒的結(jié)構(gòu)和性能,最終得到結(jié)構(gòu)和性能可控的功能聚合物電介質(zhì)。研究結(jié)果表明,晶體氧化硅比非晶結(jié)構(gòu)顯著降低了-SiCw/PVDF(聚偏氟乙烯)的介電損耗和漏電流,保留了較高的介電常數(shù)。此外,納米級晶體氧化硅界面層在碳化硅晶須與PVDF基體之間構(gòu)建了梯度導熱結(jié)構(gòu)區(qū)域,有效緩解了高導熱晶須與極低導熱聚合物之間的相界面聲子阻抗失配。并借助晶態(tài)的高熱導率(比非晶態(tài)大10倍),極大地抑制界面聲子散射,降低界面熱阻,有效促進界面聲子傳遞,顯著提高了界面聲子的導熱系數(shù)。復合電介質(zhì)。