CN109516805B - 一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法 - Google Patents
一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109516805B CN109516805B CN201710855550.5A CN201710855550A CN109516805B CN 109516805 B CN109516805 B CN 109516805B CN 201710855550 A CN201710855550 A CN 201710855550A CN 109516805 B CN109516805 B CN 109516805B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- solution
- speed
- precursor
- microspheres
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 19
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 15
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 15
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 15
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 9
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 7
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 10
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 5
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6562—Heating rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及一种负介电材料的制备方法，特别涉及一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法，负介电性能对材料组成变化的敏感度低，该发明可应用于电磁屏蔽、吸波、高容量电容器领域。上述负介电材料的制备方法，包括：步骤1：利用正硅酸四乙酯制备不同粒径的SiO2微球；步骤2：炭的前驱体溶液的配置；步骤3：复合材料前驱体的成型；步骤4：碳化前驱体复合材料。本发明所制备的复合材料，其负介电常数在‑400至0范围，由于热解碳的特殊多孔结构，弱负介电性能对碳含量的变化不敏感，性能稳定；通过调控二氧化硅微球的尺寸、前驱体溶液的浓度和碳化温度可方便地调控复合材料的介电性能；复合材料温度稳定性高，使用的温度区间大，可应用于高温电磁领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种负介电材料的制备方法，特别涉及一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法，负介电性能对材料组成变化的敏感度低，该发明可应用于电磁屏蔽、吸波、高容量电容器领域。
背景技术
负电磁参数材料首次在超材料中提出，且作为实现负折射率的关键结构基元。自此之后，负电磁参数材料由于其新颖的电磁性能在生物监测、微波隧穿、介电增强和晶体管领域均受到广泛关注。超材料的新颖性能来源于金属单元的几何参数和周期排列的方式，并非来自于其组成材料的本征属性。从材料组成和微观结构的角度出发，负电磁参数也可以在逾渗复合材料中实现，此类复合材料中无周期结构。此类复合材料也称为超构材料或者本征超材料。负介电常数作为负电磁型参数的一种，之前的研究大多集中在金属复合材料上，即金属-陶瓷复合材料和金属-聚合物复合材料上。当负介电材料实际应用时，往往对负介电常数的数值有特殊要求。例如，当作为完美成像系统的等离激元零件时，负介电常数往往需要具有较小的数值，在-1左右；当应用于射频段时，尤其是吸波领域，往往要求负介电常数和负磁导率满足阻抗匹配。理论上，负磁导率可以通过LC谐振或磁共振实现。研究结果表明，负磁导率是铁磁材料的本征属性，且可通过外加磁场进行调控，负磁导率往往具有较小的绝对值，小于两个数量级。然而，在射频段，金属复合材料的介电常数为负值时往往具有较大的绝对值，往往在5-6个数量级之间。负介电常数和负磁导率数值的差距导致阻抗不匹配，此类材料难以实际应用。因此，具有较小绝对值的负介电常数是实际应用中更加需要的，我们将此类负介电性能称为弱负介电性能。同时，金属复合材料的负介电性能往往伴随着较高的损耗。为了解决此类问题，碳复合材料亦应用到负介电性能的实现。与金属复合材料相比，碳复合材料的介电常数的绝对值往往较小，具有较好的阻抗匹配特性，这归因于碳材料低的等效电子浓度。然而，无论是金属复合材料还是碳复合材料，负介电性能均是不稳定的，也就是说，负介电常数的数值随着导电填料的含量变化而剧烈变化，这归因于逾渗的特性——在逾渗阈值附近，复合材料的性能和微观结构对填料含量非常敏感，即随着填料含量的变化而剧烈变化。
发明内容
为了实现具有稳定弱负介电性能的复合材料，本发明提供了一种负介电材料的制备方法。本发明提供的金属方案如下：步骤1：制备不同粒径的SiO2微球。A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯。上述提供的A、B液仅为比例的参考值，具体总量可根据对产量的要求而调整。设定水浴温度分别为20-50℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入(滴入速率为40-120mL/h)A液中(得乳白色的SiO2微球悬浊液)。滴入完毕后保持机械力搅拌和水浴温度3-9小时。分离并清洗微球：将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液PH＝7；分离过程亦可采用过滤的方式，过滤工艺成本低，适用于批量化生产。
步骤2：前驱体溶液的配置。称量一定量的蔗糖(或葡萄糖)以及一定量的聚乙烯醇(PVA)，配置蔗糖浓度为0.3-1g/mL且PVA浓度为0.005-0.03g/mL的溶液。此过程可根据浓度的不同，选择适宜的加热温度以加快蔗糖(或葡萄糖)、PVA的溶解。
步骤3：复合材料前驱体的成型。称量适量步骤1中所得的二氧化硅微球(根据所需复合材料的尺寸大小)，分散于步骤2中的溶液中，超声3-6小时，以达到均匀分散的效果为准。本发明提供两种成型手段。第一种，对于所需产品尺寸较小，可使用离心法成型。将一定形状的模具置于离心管底部，将步骤3的分散液倒入离心管。离心机以水平转子离心机为最佳，以下是以湘仪TDZ5-WS设备为标准给出的工艺参数：转速选择2000r/min-4800r/min，离心时间10min-30min。第二种，对于所需产品尺寸较大，无法使用离心法成型的，可使用重力沉降法成型。将模具放于盛有步骤3分散液的容器底部，将容器放于较小振动的环境中，直至微球全部沉降为止。此过程所需时间较长，为了缩短时间，容器所处环境的温度可提高至60-80℃之间。步骤4：碳化前驱体复合材料。将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化最佳制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至最终的碳化温度，保温120min，最终碳化温度在700℃-1200℃之间，根据所需负介电性能决定，气氛为氮气气氛或者惰性气氛。本发明提供了一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法，具有以下有益效果：1)本发明由于热解碳的特殊多孔结构，弱负介电性能对碳含量的变化不敏感，性能稳定；2)通过调控二氧化硅微球的尺寸、前驱体溶液的浓度和碳化温度可方便地调控复合材料的介电性能；3)本发明制备的是碳-陶瓷复合材料，其温度稳定性高，其产品所使用的温度区间大，可应用于高温电磁领域。
附图说明
图1为实施例中所用的二氧化硅微球的SEM图；
图2为本发明实施例1中复合材料的SEM图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
本发明中，所使用的材料及试剂未有特殊说明的，均可从商业途径得到。
本发明提供一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法，具体实施例如下。
实施例1
为了获得在100MHz下复合材料的介电常数为-100，其具体的工艺为：步骤1：制备不同粒径的SiO2微球；A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯；水浴温度为40℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入(滴入速率为80mL/h)A液中；保持机械力搅拌和水浴温度6小时；将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液PH＝7。
步骤2：前驱体溶液的配置，称量一定量的蔗糖以及一定量的PVA，配置蔗糖浓度为0.58g/mL且PVA浓度为0.01g/mL的溶液，选用磁力搅拌，于90℃下溶解。
步骤3：复合材料前驱体的成型，称量二氧化硅微球1.5克，分散于步骤2中的溶液50mL中，超声6小时；将模具(直径15mm，厚度3mm)置于50mL离心管底部，将分散液倒入离心管；离心参数为，转速4800r/min，离心时间20min。
步骤4：碳化前驱体复合材料，将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至800℃，保温120min，气氛为氮气气氛或者惰性气氛。
实施例2
为了获得在100MHz下复合材料的介电常数为-300，其具体的工艺为：
步骤1：制备不同粒径的SiO2微球，A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯；水浴温度为40℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入(滴入速率为80mL/h)A液中；保持机械力搅拌和水浴温度6小时；将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液PH＝7。
步骤2：前驱体溶液的配置，称量一定量的蔗糖以及一定量的PVA，配置蔗糖浓度为0.67g/mL且PVA浓度为0.01g/mL的溶液，选用磁力搅拌，于90℃下溶解；
步骤3：复合材料前驱体的成型；称量二氧化硅微球1.5克，分散于步骤2中的溶液50mL中，超声6小时；将模具(直径15mm，厚度3mm)置于50mL离心管底部，将分散液倒入离心管；离心参数为：转速4800r/min，离心时间20min。
步骤4：碳化前驱体复合材料，将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至900℃，保温120min，气氛为氮气气氛或者惰性气氛。
实施例3
为了获得在100MHz下复合材料的介电常数为-600，其具体的工艺为：步骤1：制备不同粒径的SiO2微球，A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯；水浴温度为40℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入(滴入速率为80mL/h)A液中；保持机械力搅拌和水浴温度6小时；将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液PH＝7。
步骤2：前驱体溶液的配置，称量一定量的蔗糖以及一定量的PVA，配置蔗糖浓度为0.74g/mL且PVA浓度为0.01g/mL的溶液，选用磁力搅拌，于90℃下溶解；
步骤3：复合材料前驱体的成型；称量二氧化硅微球1.5克，分散于步骤2中的溶液50mL中，超声6小时；将模具(直径15mm，厚度3mm)置于50mL离心管底部，将分散液倒入离心管；离心参数为，转速4800r/min，离心时间20min。
步骤4：碳化前驱体复合材料，将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至1000℃，保温120min，气氛为氮气气氛或者惰性气氛。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法，其特征在于，在100MHz下复合材料的介电常数为-100，具体的工艺为：
步骤1：制备不同粒径的SiO2微球；A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯；水浴温度为40℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入A液中，滴入速率为80mL/h；保持机械力搅拌和水浴温度6小时；将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液pH=7；
步骤2：前驱体溶液的配置，称量一定量的蔗糖以及一定量的PVA，配置蔗糖浓度为0.58g/mL且PVA浓度为0.01g/mL的溶液，选用磁力搅拌，于90℃下溶解；
步骤3：复合材料前驱体的成型，称量二氧化硅微球1.5克，分散于步骤2中的溶液50mL中，超声6小时；将直径15mm，厚度3mm的模具置于50mL离心管底部，将分散液倒入离心管；离心参数为，转速4800r/min，离心时间20min；
步骤4：碳化前驱体复合材料，将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至800℃，保温120min，气氛为氮气气氛或者惰性气氛；
或者，在100MHz下复合材料的介电常数为-300，具体的工艺为：
步骤1：制备不同粒径的SiO2微球，A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯；水浴温度为40℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入A液中，滴入速率为80mL/h；保持机械力搅拌和水浴温度6小时；将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液pH=7；
步骤2：前驱体溶液的配置，称量一定量的蔗糖以及一定量的PVA，配置蔗糖浓度为0.67g/mL且PVA浓度为0.01g/mL的溶液，选用磁力搅拌，于90℃下溶解；
步骤3：复合材料前驱体的成型；称量二氧化硅微球1.5克，分散于步骤2中的溶液50mL中，超声6小时；将直径15mm，厚度3mm的模具置于50mL离心管底部，将分散液倒入离心管；离心参数为：转速4800r/min，离心时间20min；
步骤4：碳化前驱体复合材料，将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至900℃，保温120min，气氛为氮气气氛或者惰性气氛；
或者，在100MHz下复合材料的介电常数为-600，具体的工艺为：
步骤1：制备不同粒径的SiO2微球，A液：25ml去离子水+20ml氨水+80ml无水乙醇；B液：80ml无水乙醇+40ml正硅酸乙酯；水浴温度为40℃之间，在机械力搅拌下，将B液匀速滴入A液中，滴入速率为80mL/h；保持机械力搅拌和水浴温度6小时；将上反应所得的悬浊液于离心机中做离心处理分离出SiO2微球，并用去离子水反复清洗至粉体的悬浊液pH=7；
步骤2：前驱体溶液的配置，称量一定量的蔗糖以及一定量的PVA，配置蔗糖浓度为0.74g/mL且PVA浓度为0.01g/mL的溶液，选用磁力搅拌，于90℃下溶解；
步骤3：复合材料前驱体的成型；称量二氧化硅微球1.5克，分散于步骤2中的溶液50mL中，超声6小时；将直径15mm，厚度3mm的模具置于50mL离心管底部，将分散液倒入离心管；离心参数为，转速4800r/min，离心时间20min；
步骤4：碳化前驱体复合材料，将步骤3所获得的复合材料置于气氛炉中碳化，碳化制度为：从室温以5℃/min的速度升温至200℃，保温30min，以5℃/min的速度升温至400℃，保温30min，再以5℃/min的速度升温至1000℃，保温120min，气氛为氮气气氛或者惰性气氛。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710855550.5A CN109516805B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710855550.5A CN109516805B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109516805A CN109516805A (zh) | 2019-03-26 |
| CN109516805B true CN109516805B (zh) | 2022-04-19 |
Family
ID=65768273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710855550.5A Active CN109516805B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109516805B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116322008B (zh) * | 2023-02-23 | 2023-11-10 | 之江实验室 | 一种中空结构rGO吸波材料及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237024A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Chisso Corp | 誘電率異方性値が負の液晶性化合物、この液晶性化合物を含有する液晶組成物、及びこの液晶組成物を用いた液晶表示素子 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103351155B (zh) * | 2013-07-05 | 2014-10-22 | 陕西师范大学 | 低温烧结二氧化硅基复合陶瓷及其制备方法 |
| CN104909820B (zh) * | 2015-06-10 | 2018-01-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 孔道均匀贯通的多孔陶瓷及其制备方法和用途 |
| CN105802123B (zh) * | 2016-05-19 | 2017-11-14 | 山东大学 | 石墨烯、碳纳米管和酚醛树脂制备负介电常数材料的方法 |
| CN106589637A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-04-26 | 湖北大学 | 一种使无机粒子在共连续结构聚合物合金相界面处稳定分布的方法 |
-
2017
- 2017-09-20 CN CN201710855550.5A patent/CN109516805B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237024A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Chisso Corp | 誘電率異方性値が負の液晶性化合物、この液晶性化合物を含有する液晶組成物、及びこの液晶組成物を用いた液晶表示素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109516805A (zh) | 2019-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0293064B1 (en) | Sol-gel method for making ultra-low expansion glass | |
| US9624110B2 (en) | Method and apparatus for preparing high-purity crystalline silica | |
| CN104860673A (zh) | 一种低介电损耗CaCu3Ti4O12陶瓷的制备方法 | |
| CN110639440A (zh) | 一种碳/二氧化硅复合微球的制备方法 | |
| CN109516805B (zh) | 一种具有稳定的弱负介电性能的超构复合材料制备方法 | |
| CN108439969B (zh) | 一种低介电常数温度稳定型微波介质及其制备方法 | |
| CN112110725A (zh) | 一种高密度环状氧化物镀膜材料及其制备方法 | |
| CN110343276B (zh) | 一种具有负介电性能的石墨烯/聚乙烯醇柔性复合薄膜及其制备方法 | |
| CN108570160B (zh) | 具有MHz高介电常数的超构电容器材料的制备方法 | |
| CN106544732A (zh) | 一种蛋白石光子晶体的快速制备方法 | |
| CN106893997B (zh) | 纳米金刚石薄膜制备用衬底预处理方法 | |
| CN108610048B (zh) | 一种制备低烧结温度刚玉型Mg4Ta2O9微波介质陶瓷材料的方法 | |
| CN110066484B (zh) | 一种具有负介电性能的碳纳米管-石墨-聚偏氟乙烯三元复合材料及其制备方法 | |
| CN102432284B (zh) | 晶界层型结构陶瓷膜的制备方法 | |
| Zhao et al. | Seed‐Surface Grafting Precipitation Polymerization for Preparing Microsized Optically Active Helical Polymer Core/Shell Particles and Their Application in Enantioselective Crystallization | |
| US6508082B2 (en) | Method for fabricating high-purity silica glass using sol-gel processing | |
| CN107572827B (zh) | 一种微晶玻璃基板材料及其制备方法 | |
| CN111944267A (zh) | 一种硼掺杂石墨烯复合材料的制备方法及作为负介电材料的应用 | |
| CN103560012A (zh) | 一种提高阳极块孔隙率的钽电容器制造方法 | |
| CN115304367A (zh) | 一种微波介电陶瓷的制备方法和产品 | |
| CN114634640A (zh) | 一种聚4-甲基-1-戊烯多孔薄膜的制备方法 | |
| JPH04240112A (ja) | シリカ微粒子の製造方法 | |
| CN114985674B (zh) | 镁铝合金铸造涂料及其制备方法 | |
| CN117683309A (zh) | 一种有机框架聚合物复合材料的制备方法 | |
| CN115504479B (zh) | 一种SiO2微米球及前驱物的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |