BaTiO3包覆粉煤灰漂珠/聚苯胺复合材料的制备及电流变性能

摘要：

首先利用原位化学氧化聚合法将聚苯胺包覆在粉煤灰漂珠表面(FAFB/PAn),再利用低温溶胶凝胶-水热法制备BaTiO3包覆FAFB/PAn的复合材料(FAFB/PAn/BaTiO3),形成内核为空心漂珠、外壳依次为导电层、绝缘层的核/壳结构.采用FTIR、XRD、SEM、数字式四探针以及LCR介电谱仪对FAFB/PAn/BaTiO3复合材料的结构与性能进行分析;以FAFB/PAn/BaTiO3为分散相制备的电流变液,对其悬浮性及外加电场下的剪切应力进行测试.FTIR和XRD结果证明了利用本文的实验方法可成功将PAn和BaTiO3引入到FAFB表面.电导率测试结果表明,复合材料电导率为7.8 ×10-4 S·cm-1,相对BaTiO3提高了近2个数量级.在1～2000 kHz交变电场频率测试范围内,FAFB/PAn/BaTiO3具有相对较好的介电性能:当f=1 kHz时εr最大为598,随电场频率的增加介电常数逐渐减小,对应的介电损耗tanδ最大为1.14,且随电场频率的增加介电损耗逐渐减小,当f=200 kHz时tanδ=0.75,后趋于平稳.比较了7天的悬浮稳定性发现,FAFB/PAn稳定性最好,悬浮率可达88％,而包覆BaTiO3后与纯BaTiO3相当,仅为60％.在电场作用下FAFB/PAn/BaTiO3表现出较明显的电流变性能,即当E=4.0 kV/mm时,剪切应力达631 Pa,且具有较好的抗击穿能力.

关键词：粉煤灰漂珠、BaTiO3、聚苯胺、电流变性能、介电性能

资助基金：国家自然科学基金青年基金基金号51204131资助项目.

在线出版日期：2016-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：805-813