稀土铒改性复合陶瓷粉导电填料与导电涂料的制备

发布时间：2017-07-07 11:00

  本文关键词：稀土铒改性复合陶瓷粉导电填料与导电涂料的制备

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【摘要】：为了解决传统金属系导电涂料由于氧化、腐蚀导致的失效问题,本论文对Ba TiO_3粉体和麦饭石粉体分别进行了稀土Er扩渗改性,获得了具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温等特性的导电陶瓷粉,并以其为导电填料进行了导电涂料的制备研究。首先,对Ba TiO_3陶瓷粉和前驱体进行了稀土Er的扩渗改性研究,结果表明:稀土Er扩渗能够有效改善Ba TiO_3陶瓷粉、Ba TiO_3前驱体的导电性能,其中,稀土对Ba TiO_3陶瓷粉的改性效果更为明显,电阻率可由4.30×109Ω?m降至2.43Ω?m。然后,对麦饭石粉体进行了稀土扩渗改性研究,确定了扩渗工艺条件,并对改性粉体的组成、结构、形貌进行了表征。研究结果表明,扩渗温度为500℃、稀土渗液浓度为5.0%、扩渗时间为5 h、扩渗高度为9 cm时,所得改性麦饭石粉体的电阻率最低,达到93.2Ω?m。与未经扩渗的麦饭石粉体相比,改性后粉体中的Ca CO3物相消失,粉体颗粒较为细化,碳元素含量增加、氧元素含量减少。在稀土扩渗制备Ba TiO_3导电粉和麦饭石导电粉的基础上,以所制的稀土改性导电陶瓷粉为填料、环氧树脂为基体制备了导电涂料,探究了导电填料、稀释剂、固化剂用量对涂料固化产物性能的影响,得到了稀土改性导电粉为填料的导电涂料的较佳组成配方:稀释剂丙酮为5%,偶联剂KH550为4%,促进剂2-乙基-4-甲基咪唑为2%,固化剂三乙醇胺为12.5%,导电填料为55%。在该条件下,所制备的导电涂料固化涂层表面较为平滑,硬度能够达到5H,电阻率为4.86×107Ω,可应用于抗静电领域。
【关键词】：稀土 麦饭石 钛酸钡 导电填料 导电涂料
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.7;TQ637
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 导电涂料的发展概况9-14
• 1.2.1 导电涂料的组成分类9-10
• 1.2.2 导电涂料的研究进展10-14
• 1.3 Ba TiO_3导电粉的研究现状14-16
• 1.4 麦饭石的研究现状16-18
• 1.5 主要研究内容18-19
• 第2章 实验过程与研究方法19-26
• 2.1 实验试剂与仪器19-20
• 2.2 稀土改性BaTiO_3导电粉的制备20-21
• 2.3 稀土改性麦饭石导电粉的制备21
• 2.4 稀土改性导电粉为填料环氧导电涂料的制备21-22
• 2.5 结构与性能测试22-26
• 2.5.1 电阻率测试22-23
• 2.5.2 X射线衍射（XRD）分析23
• 2.5.3 扫描电子显微镜（SEM）分析23
• 2.5.4 粒径分析23
• 2.5.5 X射线光电子能谱（XPS）分析23
• 2.5.6 金相显微镜分析23
• 2.5.7 导电涂料应用性能测试23-26
• 第3章 稀土Er改性Ba TiO_3导电粉的制备26-35
• 3.1 稀土Er对Ba TiO_3陶瓷粉的扩渗改性26-31
• 3.1.1 稀土改性Ba TiO_3陶瓷粉的室温电阻率26-27
• 3.1.2 稀土改性Ba TiO_3陶瓷粉的物相结构27-29
• 3.1.3 稀土改性Ba TiO_3陶瓷粉的表面形貌29-30
• 3.1.4 稀土改性Ba TiO_3陶瓷粉的粒径分布30-31
• 3.2 稀土Er对Ba TiO_3前驱体的扩渗改性31-34
• 3.2.1 稀土改性Ba TiO_3前驱体的室温电阻率31-32
• 3.2.2 稀土改性Ba TiO_3前驱体的物相组成32-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 稀土Er改性麦饭石导电粉的制备35-46
• 4.1 稀土Er对麦饭石粉体的扩渗改性35-42
• 4.1.1 稀土改性麦饭石粉体的室温电阻率35-36
• 4.1.2 稀土改性麦饭石粉体的组成36-38
• 4.1.3 稀土改性麦饭石粉体的物相结构38-40
• 4.1.4 稀土改性麦饭石粉体的表面形貌40-41
• 4.1.5 稀土改性麦饭石粉体的粒径分布41-42
• 4.2 稀土Er改性麦饭石导电粉制备的工艺研究42-45
• 4.2.1 扩渗次数对改性麦饭石粉体导电性的影响42-43
• 4.2.2 扩大用量对改性麦饭石粉体导电性的影响43-44
• 4.2.3 扩渗高度对改性麦饭石粉体导电性的影响44-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 稀土改性导电粉为填料导电涂料的制备46-59
• 5.1 稀土改性麦饭石导电涂料的制备46-56
• 5.1.1 导电填料用量对导电涂料性能的影响46-49
• 5.1.2 稀释剂用量对导电涂料性能的影响49-52
• 5.1.3 固化剂用量对导电涂料性能的影响52-55
• 5.1.4 稀土改性麦饭石导电涂料的性能测试55-56
• 5.2 稀土改性麦饭石/Ba TiO_3复合导电涂料的制备56-58
• 5.2.1 固化涂层的表面形貌56-57
• 5.2.2 固化涂层的导电性能及硬度57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果66-68
• 致谢68

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本文编号：529877