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磁场排列石墨烯基复合材料及其热导性能的研究

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磁场排列石墨烯基复合材料及其热导性能的研究

作者：戚宇电子科技大学

学位级别：硕士

多功能电子器件的密集堆积密度和高速运行导致了大量的热产生。因此,在常温下有效的热管理对高性能电子器件快速散热至关重要。高分子材料由于价格低廉、耐腐蚀性强以及具有良好的电绝缘性,因此被电子封装领域广泛使用。然而,大多数高... 详细信息

多功能电子器件的密集堆积密度和高速运行导致了大量的热产生。因此,在常温下有效的热管理对高性能电子器件快速散热至关重要。高分子材料由于价格低廉、耐腐蚀性强以及具有良好的电绝缘性,因此被电子封装领域广泛使用。然而,大多数高分子材料的导热系数很低,仅为约0.1-0.3 W/m K,因此,寻找一种导热性更好的填料嵌入聚合物复合材料中是有意义的。比如用石墨烯等导热填料增强聚合物复合材料是提高导热性的有效策略。然而,由于石墨烯的导热系数各向异性,聚合物中随机取向的石墨烯不利于提高导热系数。因此,在本研究中,采用动态旋转磁场装置,利用石墨烯的固有抗磁性,垂直排列石墨烯纳米片,以提高其轴向导热性。并研究了填料任意取向、静态磁场排列以及动态旋转磁场排列下三种复合材料的导热性能、热稳定性、力学性能等。论文主要工作如下:(1)在无磁场(N-GE/EP)、静态磁场(S-GE/EP)和旋转磁场(R-GE/EP)作用下,将石墨烯片定向控制,并加热合成了石墨烯/环氧树脂复合材料。当石墨烯填充量为9.2 vol%时,旋转磁场排列下的环氧复合材料的轴向导热系数提高到13.36 W/m K,比静态磁场排列的和随机取向的复合材料分别高了88.5%和47.1%,是纯环氧树脂的89.1倍。复合材料在不同条件下的导热性能和热输运应用测试结果证实了复合材料优异的热传输性能。同时旋转磁场排列下的复合材料也展示出良好的弯曲模量、储能模量以及电绝缘性能。(2)基于上文工作,增加多壁碳纳米管与石墨烯混合填料,合成了石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合材料。旨在提升填料与环氧树脂基体之间的水平面的相互作用。测试结果显示在填料总浓度为10 wt%时,混合填料在磁场下仍具有较好的磁响应,旋转磁场排列的下的复合材料的热导率达到了6.4 W/m K。与静态磁场排列下和随机分布的复合材料的热导率相比分别高出12.8%和47.6%。此外,石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合材料展现出比石墨烯/环氧树脂复合材料更为优异的机械性能。

关键词：石墨烯纳米复合材料磁场热导率排列取向抗磁性

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气体分子极性、顺磁性简易观察装置

化学教学 1994年第11期 13-14页

作者：范松扬福建福安七中

气体分子极性、顺磁性简易观察装置福建福安七中（３５５０３）范松扬高二课文中关于液体分子极性和顺磁性，我们可以通过较为简单的方法进行观察判断，而气体分子的极性、顺磁性观察，则要通过光谱分析或较为复杂的仪器方可进行。这很... 详细信息

气体分子极性、顺磁性简易观察装置福建福安七中（３５５０３）范松扬高二课文中关于液体分子极性和顺磁性，我们可以通过较为简单的方法进行观察判断，而气体分子的极性、顺磁性观察，则要通过光谱分析或较为复杂的仪器方可进行。这很不利于广大中学生，特别是农村中学学...

关键词：顺磁性分子极性范松条形磁铁肥皂水表面皿极性分子气泡表面抗磁性定距离

场反位形形成测试装置上基于磁诊断系统的等离子体启动过程研究

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场反位形形成测试装置上基于磁诊断系统的等离子体启动过程研究

作者：叶辉华中科技大学

学位级别：硕士

场反位形(FRC)是一种紧凑的环形磁约束系统,具有很好的研究前景和意义。磁阱型磁压缩聚变装置HUST Field-Reversed Configuration(HFRC)采用θ-箍缩(θ-pinch)的形成方式产生这种磁场结构的等离子体。在该装置的形成区,各种等离子体诊... 详细信息

场反位形(FRC)是一种紧凑的环形磁约束系统,具有很好的研究前景和意义。磁阱型磁压缩聚变装置HUST Field-Reversed Configuration(HFRC)采用θ-箍缩(θ-pinch)的形成方式产生这种磁场结构的等离子体。在该装置的形成区,各种等离子体诊断系统的配合可以获取等离子体的物理参数和运动状态等,用于研究场反位形等离子体的形成过程。其中,基于磁诊断系统,可以获得等离子体的磁感应强度、磁通量等参数,进一步推算出等离子体的半径、捕获磁通等参数,研究等离子体的启动过程。为了获取放电过程中等离子体的磁场信息,本文首先设计并搭建了磁诊断系统,主要包括磁通环、点磁探针和介入式探针。放电时线圈上会产生几十千伏的高压,放电频率可达150k Hz,因此设计了电容分压式的磁通环来降低感应电压,并且设计了积分电路将感应电压信号还原为磁通信号。此外,本文对点磁探针和介入式探针完成了选型、设计和安装,而且标定了探针的内部参数。随后对各个探针阵列进行了实测试。根据真空时的放电结果,说明磁探针能很好的还原磁通和磁场的分布情况;再分析有等离子体产生时,等离子体的抗磁性对磁信号波形的影响。最后根据磁诊断的分析方法,获得了等离子体启动过程中等离子体的关键参量,包括:抗磁性,捕获磁通,分界面半径,等离子体的维持时间。并运用二维粒子和蒙特卡洛数值模拟程序i PM,对不同放电参数下的预电离过程进行模拟,进一步将模拟的结果运用到实验结果的分析中,对场反位形等离子体启动过程(等离子体形成过程的早期阶段)进行研究。本文发现了放电参数──偏置(Bias)电压、预电离(PI)电压、场反转(Main)电压和初始气压对磁通捕获和等离子体维持时间的作用规律。随着PI和Bias电压的提高,捕获磁通一般随之提高;然而过高的PI电压和过强的Bias磁场反而不利于等离子体的磁通捕获。这为进一步优化场反位形等离子体的形成方案提供理论指导。

关键词：场反位形磁诊断预电离抗磁性磁通捕获分界面位形

聚苯胺纳米管的原位合成机理及电磁学性能研究

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聚苯胺纳米管的原位合成机理及电磁学性能研究

作者：苟宇西南交通大学

学位级别：硕士

聚苯胺纳米管除具有其作为导电聚合物的优异性能外,还具有更强的分子链排列有序性、比表面积大及独特的中空结构等优点。聚合物材料的性质与其微观形貌有着密切的关系,因此具有独特形貌的聚苯胺低维纳米材料的制备方法、形成机理及其功... 详细信息

聚苯胺纳米管除具有其作为导电聚合物的优异性能外,还具有更强的分子链排列有序性、比表面积大及独特的中空结构等优点。聚合物材料的性质与其微观形貌有着密切的关系,因此具有独特形貌的聚苯胺低维纳米材料的制备方法、形成机理及其功能化应用研究一直受到人们的广泛关注。本论文首先以苯胺为原料,过硫酸铵为引发剂和氧化剂,手性樟脑磺酸（CSA）为原位掺杂剂,通过化学氧化法制得掺杂态的聚苯胺纳米管结构,并且通过对反应条件如苯胺浓度、掺杂酸浓度、苯胺与掺杂酸摩尔比、掺杂酸种类以及引发剂浓度等的调节,得到不同管型、内外径和壁厚的纳米管,以及其它低维纳米结构。研究表明,聚苯胺纳米管的最佳制备条件为：3/4≤nCSA/nANi≤1,0.05M≤[ANi]≤0.1M,nAPS／nANi=1.1,反应温度0-5℃,反应时间大于16 h,滴加氧化剂起反应体系静置。制得聚苯胺纳米管外径：200-500 nm,内径：100-300 nm,电导率：10-3-100S／cm。研究还发现所制得聚苯胺纳米管的分子排列更加规整有序,同时CSA还诱导聚苯胺分子链形成一定的螺旋构型。其次,本论文在聚苯胺纳米管制备的基础上放大实验,研究聚苯胺低维纳米结构的电磁性能和热性能,并总结相应的规律。研究表明：CSA掺杂聚苯胺纳米管电导率明显大于纳米纤维及纳米颗粒,并且随着有效掺杂度和分子链排列规整性的提高,其导电率有突变式增长;手性聚苯胺纳米管呈现出室温抗磁性,而非手性纳米颗粒则随外加磁场的增大逐渐由抗磁性转变为超顺磁性;在一定范围内提高掺杂度和分子链排列有序性,可提高聚苯胺纳米结构的热性能。再次,本论文以CSA掺杂聚苯胺纳米矩形管为研究对象,从观察胶束形貌、表征胶束结构以及分析聚合过程中产物形貌等方面展开工作,以期提出其合理的形成机制。通过对胶束形貌和结构的观察分析,首次提出了基于双层平面胶束模型的聚苯胺纳米矩形管形成机理。对反应过程产物PH值、分子结构及形貌等的分析表明,聚合过程可依次分为胶束形成、异质结构低聚物产生和矩形管形成三个阶段。最后,为了应用化研究的需要,本论文通过对原位合成的传热-传质控制,成功实现了聚苯胺低维纳米材料放大100倍批量生产。同时对不同形貌,以及手性非手性聚苯胺产物的电磁参数和吸波性能进行了比较研究。研究发现：聚苯胺纳米管和纤维的磁损耗和介电损耗均优于纳米颗粒,并且其手性结构产物既有介电损耗也有磁损耗,而HCl掺杂的纳米颗粒则没有磁损耗;手性聚苯胺纳米管和纤维均表现出优良的吸波性能,且最大衰减和吸收频带等均优于同电导率数量级下的非手性产物。结果表明产物的手征性和形貌是影响聚苯胺低维纳米结构电磁参数和吸波性能的主要因素。

关键词：聚苯胺纳米矩形管双层胶束电磁损耗吸波性能抗磁性

Al-Ni-Y-Co-Fe铝基非晶态及部分晶化态合金的磁性研究

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Al-Ni-Y-Co-Fe铝基非晶态及部分晶化态合金的磁性研究

作者：沈莹莹沈阳工业大学

学位级别：硕士

铝基非晶合金的优良性能主要表现在具有超高强度（可达1000MPa以上）和良好的韧性，且铝基非晶合金发生部分晶化后，析出纳米尺度的铝粒子，弥散分布于非晶基体，形成纳米晶/非晶复合材料，使材料的强度进一步提高。对铝基非晶合金的研... 详细信息

铝基非晶合金的优良性能主要表现在具有超高强度（可达1000MPa以上）和良好的韧性，且铝基非晶合金发生部分晶化后，析出纳米尺度的铝粒子，弥散分布于非晶基体，形成纳米晶/非晶复合材料，使材料的强度进一步提高。对铝基非晶合金的研究大多集中在如何提高其玻璃形成能力及制备大块铝基非晶合金，然而对铝基非晶合金的磁性研究几乎很少报道。如果铝基非晶合金也兼具有特殊的磁性能，则对材料的开发和利用将起到推动性的作用。本课题主要研究Al-Ni-Y-Co-Fe五元铝基非晶合金的磁性，采用熔体急冷法制备五元铝基非晶条带，得到玻璃形成能力较好的Al85Ni5Y6Fe2Co2非晶合金，以此成分的合金为研究对象，用振动样品磁强计对急冷态的两种合金进行磁性测试。结果显示，两种合金的磁化曲线均过原点并穿过一、三象限，没有剩磁和矫顽力。分析发现该合金完全非晶态和部分晶化态的磁性均为顺磁性与抗磁性的叠加。对曲线线性部分进行拟合后得到初始磁化率，完全非晶的初始磁化率为2.41×10-4，而不完全非晶的初始磁化率是2.73×10-4，显然不完全非晶更容易被磁化。为了进一步探究其磁性与晶化度之间的关系，分别对完全非晶合金进行330℃和390℃退火处理后进行磁性测试。结果表明，随退火温度的升高，合金的线性部分初始磁化率由2.53×10-4增大到2.81×10-4，即退火390℃时合金更容易被磁化。综合分析得出：Al85Ni5Y6Fe2Co2非晶合金基体中有抗磁性结构的出现，且随着晶体的析出，这种抗磁结构越多，表现出来的抗磁性越强;Al85Ni5Y6Fe2Co2非晶合金的初始磁化率随着晶体析出量的增多而增加，即纳米铝粒子含量的增多使得复合材料的顺磁性增大。

关键词：非晶态合金晶化磁性抗磁性

低频方波脉冲磁场方向对电厂循环冷却水中异养菌杀菌率的影响

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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2013年第6期42卷 658-662页

作者：刘智安周斐博赵巨东常英郝丹刘启旺陈江平内蒙古工业大学内蒙古工业大学理学院内蒙古呼和浩特010051

通过螺线管磁场方向与循环冷却水流方向"同向"和"反向"的对比实验,研究了低频方波脉冲磁场对电厂循环冷却水中异养菌的杀菌效果.实验结果表明,当水流方向与磁场方向相同时,杀菌率大于"反向"时的杀菌率.从蛋白质的电偶极矩及异养菌细胞... 详细信息

通过螺线管磁场方向与循环冷却水流方向"同向"和"反向"的对比实验,研究了低频方波脉冲磁场对电厂循环冷却水中异养菌的杀菌效果.实验结果表明,当水流方向与磁场方向相同时,杀菌率大于"反向"时的杀菌率.从蛋白质的电偶极矩及异养菌细胞的抗磁性角度,分析了产生这一现象的原因:异养菌中含有抗磁性物质,当水流方向与磁场方向相同(相反)时,异养菌受磁场力的作用做减速(加速)运动,所以通过螺线管时的"同向"移动时间小于"反向"移动时间,从而在宏观上表现出"同向"时的杀菌率大于"反向"时的杀菌率.

关键词：低频方波脉冲磁场磁场方向异养菌抗磁性杀菌效果

钙钛矿型铬基氧化物RE2/3AE1/3CrO3(RE=La,Y;AE=Mg,Ca,Sr,Ba)的制备及物性研究

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钙钛矿型铬基氧化物RE2/3AE1/3CrO3(RE=La,Y;AE=Mg,Ca,Sr,Ba)的制...

作者：周茜西南交通大学

学位级别：硕士

本论文采用溶胶凝胶法(Sol-gel法)制备了REAECrO(RE=La,Y;AE=Mg,Ca,Sr,Ba)系列多晶氧化物,并利用XRD、SEM、TEM、XPS、RAMAN、MPMS、以及PPMS等手段对其晶体结构、磁性和输运性能进行表征。对于LaCaCrO,800°C烧结后体系存在杂相CaCrO,1000°C烧结可以得到无杂相的LaCaCrO。TEM的结果显示随着保温时间延长,LaCaCrO的高分辨晶格像中出现了Ca插层,直观反映出保温32h的LaCaCrO为超晶格结构。SEM的结果显示保温时间的延长以及Ag的加入可以促进样品晶粒长大和结构致密化,Ag趋向于以单质的形式存在于LaCaCrO中。LaCaCrO和LaCaCrO+5%Ag在10Oe(ZFC、FC)、50Oe(ZFC)外加磁场下的?-T曲线出现负磁化现象,LaCaCrO磁化率的最低值为-0.043(10Oe,ZFC),LaCaCrO+5%Ag磁化率为0时对应的温度分别为257K(10Oe)、177K(50Oe),磁化率的最低值为-0.0205(10Oe,ZFC);在100Oe外加磁场时体系表现为反铁磁性,推测由于体系中抗磁性与铁磁性的竞争关系,使不同外加磁场下的?-T曲线随着外加磁场的增大而表现出抗磁性到反铁磁性的变化。对于LaAECrO(AE=Mg,Sr,Ba),由于碱土金属与La离子半径差异,Mg掺杂难以形成单一物相的LaMgCrO,Sr能够掺入LaCrO,但LaSrCrO中仍存在SrCrO杂相。XPS的结果显示名义LaBaCrO中Cr离子的价态为三价和六价,RAMAN表明名义LaBaCrO(x=0.2,1/3,0.4)的成分为LaCrO和BaCrO。名义LaCaCrO、LaMgCrO的?-T曲线显示:随着温度升高,体系能量升高,载流子浓度增长,导电性提高、电阻率下降。名义LaSrCrO的?-T曲线在133K出现电阻率突降,并且在低温部分(磁性。YCaCrO的电阻率随温度变化曲线是明显的半导体输运行为,随着温度升高,热激活引起载流子浓度增加、跳跃更剧烈,促使导电率提高,电阻率降低。

关键词：钙钛矿超晶格抗磁性电阻突降弱铁磁反铁磁有效磁矩

高温超导体YBa_2Cu_3O_(7-x)的结构、形貌和性质

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华东化工学院学报 1989年第3期15卷 384-388页

作者：张家权李法科潘孝仁华东化工学院物理系

本文研究了高温超导体YBa_2Cu_3O_(7-x)的结构、形貌和性质。使用SEM,TEM,EDS和SAED等探讨了化合物成分、结构、形貌。测量了样品的电阻与温度、磁化率与温度的关系,得到零电阻温度T_(C0)≈91K,完全抗磁性温度88K。并对超导化合物YBa_2C... 详细信息

本文研究了高温超导体YBa_2Cu_3O_(7-x)的结构、形貌和性质。使用SEM,TEM,EDS和SAED等探讨了化合物成分、结构、形貌。测量了样品的电阻与温度、磁化率与温度的关系,得到零电阻温度T_(C0)≈91K,完全抗磁性温度88K。并对超导化合物YBa_2Cu_3O_(7-x)的性质作了初步分析。

关键词：超导体零电阻温度抗磁性

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液晶物理──第四章磁场对液晶的作用

液晶与显示 2001年第1期16卷 59-76页

作者：李伯符吉林大学超分子结构与谱学开放实验室吉林长春130023

首先讨论了大系数液晶材料具有抗磁性的原因；然后讨论了向列相液晶、扭曲盒液晶和胆甾相液晶在磁作用下产生的Freedericks转变；最后讨论了磁相干长度。

关键词：抗磁性 Freedericks转变磁场阈值磁相干长度液晶物理