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使用熱壓罐制備[45/-45]4s、[0/90]4s和[0/45/-45/90]2s三種鋪層方式的CFRP層合板,然后在室溫下與Al膠接制備出單搭接試樣。使用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)和掃描電子顯微鏡(SEM)等手段測(cè)量膠接接頭的拉伸載荷-位移曲線和應(yīng)變分布并觀察斷口形貌?;谠囼?yàn)數(shù)據(jù)分析不同鋪層方式下CFRP-Al單搭接接頭的拉伸性能,研究了鋪層方式對(duì)CFRP-Al單搭接接頭膠接性能的影響和鋪層方式膠接接頭的破壞機(jī)制。結(jié)果表明,在拉伸過(guò)程中[45/-45]4s試樣出現(xiàn)塑性變形階段其拉伸位移最大,而[0/45/-45/90]2s和[0/90]4s試樣的拉伸位移較小且發(fā)生了脆性斷裂。鋪層方式從[45/-45]4s到[0/45/-45/90]2s再到[0/90]4s,試樣的極限載荷和纖維束斷裂數(shù)量增加、層間剪切力減小、應(yīng)變集中程度和分層破壞程度降低。
以不同石墨化度的中間相瀝青基碳纖維為基底磁控濺射構(gòu)筑Cf/Al界面,研究了不同石墨化度Cf/Al界面微觀結(jié)構(gòu)的演變,并與聚丙烯腈碳纖維比較揭示了Cf/Al界面的損傷機(jī)制。結(jié)果表明:隨著石墨化處理溫度的提高中間相瀝青基碳纖維的石墨微晶尺寸增大、取向度和石墨化度提高,Cf/Al界面的反應(yīng)程度降低和碳纖維損傷減少。不同石墨化度Cf/Al界面的損傷決定于初始缺陷的數(shù)量和后續(xù)裂紋在碳纖維內(nèi)部的增殖和擴(kuò)展。在2400℃和2700℃石墨化處理使裂紋更容易在中間相瀝青基碳纖維石墨微晶片層間擴(kuò)展,去除鍍層后纖維損傷比聚丙烯腈碳纖維分別高5.19%和3.70%;在3000℃石墨化處理后,化學(xué)惰性較大的中間相瀝青碳纖維使界面反應(yīng)產(chǎn)生的缺陷數(shù)量大幅度減小,去除鍍層后纖維的損傷比聚丙烯腈碳纖維低1.85%。
用水熱法合成了不同長(zhǎng)徑比的鈦酸鋇納米線(BaTiO3 nanowires (BTN)),用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)調(diào)節(jié)其表面化學(xué)能和靜電力(標(biāo)記為P-BTN)。將P-BTN加入聚間苯二甲酰間苯二胺(PMIA)基體中制備出P-BTN含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為10%的介電復(fù)合材料P-BTN/PMIA。研究了合成溫度對(duì)BTN長(zhǎng)徑比的影響、P-BTN對(duì)P-BTN/PMIA復(fù)合材料介電性能和電學(xué)性能的影響以及P-BTN/PMIA復(fù)合材料在不同溫度下的介電性能和電學(xué)性能。結(jié)果表明:隨著B(niǎo)TN合成溫度的提高其長(zhǎng)徑比明顯增大,從130℃時(shí)的7.2增大到250℃時(shí)的46;隨著PMIA復(fù)合材料中P-BTN長(zhǎng)徑比的增大其介電常數(shù)從6.6增大到9.8,其介電損耗在整個(gè)頻率范圍內(nèi)小于0.025并保持了良好的絕緣性能;在-20℃-200℃復(fù)合材料P-BTN-250-10介電常數(shù)和介電損耗保持穩(wěn)定。高長(zhǎng)徑比的BTN更利于提高耐高溫聚合物基復(fù)合材料的介電常數(shù),進(jìn)而提高其儲(chǔ)能密度。
先合成反應(yīng)型BBDMP30-clay有機(jī)化粘土和非反應(yīng)型CPDMP30-clay有機(jī)化粘土,然后以其為納米增強(qiáng)體分別制備了兩種界面強(qiáng)度不同的環(huán)氧樹(shù)脂/粘土納米復(fù)合材料。用透射電子顯微鏡(TEM)、拉伸實(shí)驗(yàn)表征這兩種環(huán)氧樹(shù)脂/粘土納米復(fù)合材料并進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA),研究了界面強(qiáng)度對(duì)其力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:這兩種納米復(fù)合材料具有幾乎相同的無(wú)規(guī)剝離結(jié)構(gòu),反應(yīng)型BBDMP30-clay比非反應(yīng)型CPDMP30-clay能更有效地提高材料的熱/機(jī)械性能。粘土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%時(shí)BBDMP30-clay可使納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高250%,而CPDMP30-clay只能使材料的拉伸強(qiáng)度提高190%。BBDMP30-clay使納米復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)提高了6.5℃,而CPDMP30-clay只能使材料的Tg提高2.5℃。這些不同都可歸因于這兩種納米復(fù)合材料界面強(qiáng)度的差異。
先用水熱法合成氧化石墨烯(GO)/苯甲酸鈉(Sb)復(fù)合成核劑(GO-Sb),然后用熔融共混法制備尼龍6(PA6)/GO-Sb納米復(fù)合材料,研究了分別添加GO和Sb、同時(shí)添加GO-Sb對(duì)PA6納米復(fù)合材料的形態(tài)、力學(xué)和熱性能的影響。結(jié)果表明:GO與Sb之間存在靜電相互作用和π-π共軛,Sb的加入能促進(jìn)PA6中γ晶的形成。GO-Sb作為異相成核劑均勻分散在PA6中, 使PA6納米復(fù)合材料的結(jié)晶溫度、結(jié)晶度和熱變形溫度提高。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別比純PA6提高了69.9%和157.1%。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性模量分別比PA6-GO-Sb(100/0.3/0)納米復(fù)合材料提高了13.6%、186.4%和52.6%。與純PA6(k=0.238 W/m·k)相比,PA6-GO-Sb(100/0.3/0)納米復(fù)合材料(k=0.536 W/m·k)的熱導(dǎo)率提高了125.2%,PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)納米復(fù)合材料(k=0.854 W/m·k)的熱導(dǎo)率提高了258.8%。
基于電沉積技術(shù)的方法在電極表面構(gòu)建聚苯胺(PANI)/海藻酸膜,直接構(gòu)建PANI/海藻酸修飾電極,結(jié)合了海藻酸的陽(yáng)極電沉積和苯胺的電化學(xué)聚合,具有條件溫和以及后處理簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。PANI/海藻酸膜呈現(xiàn)出與PANI類(lèi)似的深綠色,其不僅可以穩(wěn)定的存在于電極表面,而且還可以從電極表面取下來(lái)作為獨(dú)立的膜材料。X射線衍射、紅外光譜以及掃描電鏡的測(cè)試結(jié)果均表明利用電沉積技術(shù)在電極表面制備得到了PANI/海藻酸膜。電化學(xué)性能分析結(jié)果表明,與PANI修飾電極相比,PANI/海藻酸修飾電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻更小,具備更高的電化學(xué)電容、更好的電荷儲(chǔ)存能力和循環(huán)穩(wěn)定性。
選用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)為前驅(qū)體,用溶膠-凝膠法制備不同C/Si(原子比,下同)比的SiOC氣凝膠,再用大氣噴涂法將其噴涂在柔性陶瓷纖維隔熱氈中制備出SiOC氣凝膠/柔性陶瓷纖維復(fù)合材料。C/Si比,是影響SiOC氣凝膠/柔性陶瓷纖維復(fù)合材料性能的主要因素。隨著C/Si比的提高SiOC溶液的凝膠時(shí)間延長(zhǎng)且更易浸入隔熱氈,材料的密度和熱導(dǎo)率先降低后提高。C/Si比為0.67的材料熱導(dǎo)率最低,其室溫?zé)釋?dǎo)率為0.026 W/m·K,1000℃時(shí)的熱導(dǎo)率為0.174 W/m·K。與未改性的隔熱氈相比,其熱導(dǎo)率顯著降低,尤其是在高溫下熱導(dǎo)率降低47%;同時(shí),這種材料還具有優(yōu)異的耐高溫和抗氧化性能,在1200℃空氣中靜燒1 h后試樣的質(zhì)量損失只約為1%,靜燒3 h后約為5%,隨著C/Si比的提高其質(zhì)量損失隨之提高;同時(shí),SiOC氣凝膠復(fù)合材料還具有良好的疏水性能、柔性和回彈性。
使用重金屬污泥制備免燒磚。使用CaO鈣源優(yōu)化配置復(fù)合膠凝材料的組分,并調(diào)控膠凝漿體中的水化產(chǎn)物和未水化相。先基于免燒磚原料的配合比計(jì)算復(fù)合膠凝體系的鈣硅比(Ca/Si)并控制其值為0.8~1.2,設(shè)計(jì)添加CaO的免燒磚實(shí)驗(yàn)方案。使用核磁共振(NMR)、透射電鏡-能譜等手段和PCAS分析軟件,研究了CaO使高硅復(fù)合膠凝材料性能提高的機(jī)理。結(jié)果表明:隨著高硅膠凝體系Ca/Si比在0.8~1.2范圍內(nèi)的提高,免燒磚的力學(xué)性能先提高后降低,Ca/Si比的最佳值為1.0,CaO也有一個(gè)最佳調(diào)控值。隨著Ca/Si比的提高7 d試樣的吸水率先降低后提高,28 d試樣的吸水率線性降低。隨著Ca/Si比的提高,試樣中平面孔徑大于200 μm的孔隙率遞減,分形維數(shù)先減小后增大;對(duì)于孔徑小于200 μm的孔結(jié)構(gòu),隨著Ca/Si比的提高孔徑為200~200 μm的孔減少,孔徑小于200 nm的孔增多,孔的體積呈減小的趨勢(shì)。復(fù)合膠凝體系能抑制污泥免燒磚70%以上的重金屬浸出量。
將納米ZnO粉末和Al粉球磨后冷壓成Al-ZnO預(yù)制塊,然后將其加到Al-Zn-Cu熔體中進(jìn)行Al-ZnO原位反應(yīng),制備出納米Al2O3顆粒增強(qiáng)Al-Zn-Cu基復(fù)合材料。能譜面掃描分析和透射電鏡觀察結(jié)果表明,復(fù)合材料由納米Al2O3顆粒和Al2Cu析出相兩種顆粒/析出相組成。納米Al2O3顆粒通過(guò)異質(zhì)形核和晶界釘扎,細(xì)化了Al-Zn-Cu合金晶粒組織和Al2Cu析出相。原位納米Al2O3顆粒的生成提高了基體合金的拉伸性能,軋制+熱處理使Al2O3/Al-Zn-Cu復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度比相同處理的基體合金提高約100%,總伸長(zhǎng)率提高約98%。
以植酸(PhA)為原料,采用熱解法制備含磷石墨烯(PhA-G),并以硅樹(shù)脂(SiR)為成膜物制備含磷石墨烯/硅樹(shù)脂(PhA-G/SiR)復(fù)合防腐蝕涂層。通過(guò)拉曼光譜和XPS分析含磷石墨烯的結(jié)構(gòu),通過(guò)SEM、TEM和AFM觀察含磷石墨烯的形貌,通過(guò)接觸角、吸水率、電化學(xué)阻抗譜、極化曲線和鹽霧實(shí)驗(yàn)等研究復(fù)合涂層的耐蝕性能。結(jié)果表明:相比于純SiR涂層和氧化石墨烯/硅樹(shù)脂(GO/SiR)復(fù)合涂層,PhA-G/SiR復(fù)合涂層對(duì)金屬的保護(hù)作用更好;當(dāng)含磷石墨烯添加量為3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),PhA-G/SiR復(fù)合涂層表現(xiàn)出較好的疏水性和優(yōu)異的防腐蝕性能,其接觸角為103.5°,吸水率為3.72%;腐蝕電流密度為3.53×10-10 A/cm2,電化學(xué)阻抗值達(dá)到3.82×107 ?·cm2,耐鹽霧達(dá)到960 h。
先以氧化石墨烯和三氯化鐵為原料并用高溫水熱法制備還原氧化石墨烯/ Fe3O4(rGO/Fe3O4)復(fù)合物,再用其改性環(huán)氧樹(shù)脂制備出rGO/Fe3O4/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料,研究了(rGO/Fe3O4)復(fù)合物的添加對(duì)其性能的影響。結(jié)果表明,(rGO/Fe3O4)復(fù)合物的添加量為30%的復(fù)合材料其沖擊強(qiáng)度達(dá)到27 kJ/m2,比純環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度提高了58.8%。在環(huán)氧樹(shù)脂中添加rGO/Fe3O4復(fù)合物,使其吸波性能顯著提高。rGO/Fe3O4復(fù)合物的添加量為20%的復(fù)合材料,其反射率在小于-10 dB的頻率范圍為7.7~12.3 GHz,有效吸收頻寬達(dá)4.6 GHz,覆蓋了整個(gè)X波段。隨著石墨烯含量的提高rGO/Fe3O4/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料達(dá)到最小反射率的位置向低頻位置移動(dòng),控制rGO和Fe3O4的相對(duì)含量可調(diào)控這種復(fù)合材料的吸波性能。
以天然棉纖維為模板用一步熱解法在氮?dú)鈿夥罩性恢苽浼{米銅碳復(fù)合材料(NCCC),再以浸泡了硫酸銅的棉纖維為熱解碳源、以商業(yè)納米銅和微米銅為銅源原位制備了碳包覆納米/微米銅。使用TEM、XRD和Raman等手段對(duì)其表征,研究了這種材料的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,NCCC是一種典型的具有碳包覆納米銅核殼結(jié)構(gòu)的材料;用原位熱解法制備碳包覆金屬納米/微米材料,進(jìn)一步證實(shí)棉纖維熱解氣氛為碳源及原位還原劑。驗(yàn)證了碳包覆材料的抗氧化性:碳?xì)さ男纬墒筃CCC暴露在空氣中180 d或水中35 d后仍保持銅和氧化亞銅的物相組成;受碳?xì)けWo(hù)的商業(yè)納米銅,暴露空氣中120 d仍未氧化。
采用粉末冶金法,通過(guò)“濕法混合”、放電等離子燒結(jié)和熱擠壓相結(jié)合的三步工藝分別制備了石墨烯納米片(GNP)增強(qiáng)銅基復(fù)合材料(GNP-Cu)和GNP-Ni增強(qiáng)銅基復(fù)合材料(GNP-Ni/Cu)。通過(guò)物相組成和顯微組織表征,并結(jié)合致密度、電導(dǎo)率和力學(xué)性能測(cè)試,結(jié)果表明:GNP和Ni的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別為0.2%和1.5%的GNP-Ni/Cu復(fù)合材料,其顯微硬度和屈服強(qiáng)度比純Cu分別提高了38%和50%、比0.2GNP/Cu復(fù)合材料分別提高了14.0%和11.6%。這些結(jié)果表明,Ni的添加改善了GNP與Cu的界面結(jié)合,使GNP-Ni/Cu復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著提高。GNP的載荷傳遞強(qiáng)化和熱失配強(qiáng)化以及Ni的
用兩步水熱法合成了BiOCl-RGO復(fù)合材料。先在乙二醇和去離子水的混合溶液中合成直徑約為400 nm、由納米片構(gòu)成的微球狀單一BiOCl樣品,在此基礎(chǔ)上引入RGO載體制備出BiOCl-RGO納米復(fù)合材料。使用Raman光譜、XRD、XPS等手段表征樣品的物相構(gòu)成,用SEM和TEM觀測(cè)其微觀形貌,通過(guò)降解甲基橙評(píng)定樣品的光催化性能。結(jié)果表明,水熱溫度顯著影響復(fù)合材料的光催化性能,在140℃制備的BiOCl和石墨烯結(jié)合的樣品具有最高的光催化性能。
在醋酸體系中用原位聚合法將石墨烯(RGO)與不同比例的苯胺(ANI)合成RGO/PANI一次摻雜態(tài)產(chǎn)物,用氨水解摻雜后再摻雜醋酸制備出RGO/PANI二次摻雜態(tài)產(chǎn)物。使用紅外光譜、紫外光譜和掃描電鏡等手段表征產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌并用電化學(xué)技術(shù)測(cè)試其防腐性能。結(jié)果表明,RGO與ANI質(zhì)量比為1:10時(shí)生成的一次摻雜態(tài)產(chǎn)物形貌最好,防腐效果最佳;RGO表面生長(zhǎng)的聚苯胺長(zhǎng)度為300~650 nm,直徑為70~100 nm,產(chǎn)物的緩蝕效率可達(dá)73.19%;RGO/PANI二次摻雜態(tài)產(chǎn)物為石墨烯/醋酸摻雜態(tài)聚苯胺;醋酸摻雜可明顯改善產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌并提高其緩蝕效率,緩蝕效率可達(dá)到80.21%,防腐性能優(yōu)異。
在5% H2+95% N2氣氛下,還原CoFe2O4納米粒子制備了CoFe2O4-Co3Fe7納米粒子;以焙燒黃麻纖維得到的多孔碳纖維為碳源用水熱法將CoFe2O4納米粒子負(fù)載到多孔碳中,制備出CoFe2O4/多孔碳。使用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、拉曼光譜儀、同步熱分析儀等手段對(duì)材料進(jìn)行表征,并使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量了復(fù)合材料的電磁參數(shù)和微波吸收性能。結(jié)果表明,CoFe2O4-Co3Fe7納米粒子和CoFe2O4/多孔碳的微波吸收性能明顯優(yōu)于CoFe2O4納米粒子。CoFe2O4-Co3Fe7納米粒子的有效頻寬(反射損耗<-10 dB的頻率寬度)可達(dá)4.8 GHz。CoFe2O4/多孔碳的有效頻寬可達(dá)6 GHz,覆蓋了整個(gè)Ku波段(12~18 GHz)。這些材料優(yōu)異的微波吸收性能,可歸因于合適的介電常數(shù)、大的介電損耗、多孔結(jié)構(gòu)以及介電損耗和磁損耗的協(xié)同作用。
以納米管(MWCNTs)和純鈦為原料,用微波燒結(jié)法原位合成TiC增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料,研究了這種材料的組織和性能并探討了TiC增強(qiáng)相的生成機(jī)理。結(jié)果表明,微波燒結(jié)時(shí)MWCNTs與Ti原位生成TiC增強(qiáng)相。MWCNTs的添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)低于1%時(shí)TiC呈現(xiàn)顆粒狀且分布均勻,Ti基體致密;MWCNTs的添加量高于1.5%時(shí)TiC呈樹(shù)枝晶形貌,Ti基體的組織粗化使復(fù)合材料出現(xiàn)較多的孔洞。MWCNTs的添加使材料由粘著磨損為主轉(zhuǎn)變?yōu)槟チDp為主。隨著MWCNTs添加量的提高,復(fù)合材料的顯微硬度先提高后降低。MWCNTs添加量為1%的復(fù)合材料顯微硬度最高(約為527HV)、耐磨性能最好(摩擦系數(shù)約為0.35)。與純鈦相比,TiC增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的顯微硬度提高了1.2倍,摩擦系數(shù)降低了0.4。
先水熱合成MoS2/CoFe2O4納米復(fù)合吸波材料,再通過(guò)合理的物料配比并使用無(wú)水葡萄糖作為碳源和還原劑,使MoS2/CoFe2O4復(fù)合材料在氮?dú)夥罩羞€原為MoS2/CoFe/C三元納米復(fù)合材料。對(duì)這種復(fù)合材料的形貌、相結(jié)構(gòu)及電磁參數(shù)進(jìn)行表征、模擬分析其最佳匹配厚度和吸波性能,研究了碳源濃度對(duì)復(fù)合材料的組成和性能的影響并根據(jù)弛豫理論討論其吸波機(jī)制。結(jié)果表明,厚度為3 mm的這種復(fù)合材料在12.4 GHz處的最低反射損耗可達(dá)-42.9 dB;厚度為4 mm時(shí)低于-10 dB的頻帶寬度可達(dá)7.1 GHz。
以碳納米球(CNSs)為核、六氯環(huán)三磷腈(HCCP)和氨基二苯砜(DDS)為橋梁和接枝劑制備一種碳納米球基氮-磷-硫復(fù)合阻燃劑(CNSs-H-D)并表征其形貌結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性,研究了這種復(fù)合阻燃劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂(EP)的阻燃性能和機(jī)理。結(jié)果表明:合成的CNSs-H-D是直徑為80 nm的球狀顆粒,熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)異;CNSs-H-D添加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為5%的CNSs-H-D/EP,其LOI從EP的20.0%提高到27.5%,阻燃等級(jí)為V-2級(jí),熱釋放速率峰值和火災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)比EP分別降低16.8%和42.2%;CNSs-H-D可顯著提高EP的熱穩(wěn)定性和成炭性,CNSs-H-D/EP的初始分解溫度比EP高40℃,高溫殘?zhí)苛刻岣吡?44.7%。CNSs-H-D/EP具有典型的凝聚相阻燃機(jī)理,其炭層的致密性和連續(xù)性好,初始失重溫度比純EP的炭層高190℃,800℃的剩余質(zhì)量高達(dá)94.5%。
基于化學(xué)氣相沉積制備三維多孔多壁碳納米管(MWNTs)海綿,在其內(nèi)均勻填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)制備出碳納米管/聚二甲基硅氧烷復(fù)合薄膜。復(fù)合PDMS的碳納米管海綿保持著自身的三維結(jié)構(gòu),成為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和力學(xué)骨架;均勻填充的PDMS使復(fù)合薄膜具有較高的拉伸性能。碳納米管與聚二甲基硅氧烷之間的協(xié)同作用,使MWNTs/PDMS復(fù)合薄膜具有良好的力學(xué)強(qiáng)度(3.7 MPa)、拉伸性(207%)和彈性。MWNTs/PDMS復(fù)合薄膜對(duì)應(yīng)變有穩(wěn)定可靠的響應(yīng),應(yīng)變?yōu)?0%、20%、50%、80%和100%時(shí)電阻變化率(△R/R0)分別為0.9%、1.4%、2.3%、3.5%和4.6%,靈敏因子(GF)為別為0.09、0.07、0.046、0.044和0.046。MWNTs/PDMS復(fù)合薄膜的性能具有良好的穩(wěn)定性,不受拉伸速度和循環(huán)次數(shù)影響。同時(shí),MWNTs/PDMS復(fù)合薄膜還保持了碳納米管和PDMS的疏水能力。
在650℃不同壓力下將熔融的LiF-NaF-KF鹽(46.5%-11.5%-42.0%,摩爾分?jǐn)?shù),F(xiàn)LiNaK)浸滲入2D C/C復(fù)合材料中,測(cè)試2D C/C復(fù)合材料的增重率、密度和力學(xué)性能的變化并用X射線斷層掃描(X-ray CT)和掃描電子顯微鏡(SEM)觀察FLiNaK熔鹽的分布,研究了FLiNaK熔鹽浸滲對(duì)2D C/C復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,F(xiàn)LiNaK熔鹽分布在2D C/C復(fù)合材料開(kāi)放的孔隙中、纖維束中和相鄰層的裂縫中;隨著浸滲壓力的提高2D C/C復(fù)合材料的增重率增大、壓縮強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度提高。FLiNaK熔鹽浸滲產(chǎn)生的“二次增密”作用和2D C/C復(fù)合材料中殘余應(yīng)力的耦合效應(yīng),使其力學(xué)性能提高。
采用優(yōu)化的SLM成形參數(shù),用激光選區(qū)熔化(SLM)增材制造技術(shù)制備了三維Ni-Cu合金。使用三維Ni-Cu合金基底材料用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備N(xiāo)i-Cu合金/石墨烯復(fù)合材料,研究了CVD法生長(zhǎng)反應(yīng)溫度對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)的影響并分析其原因。結(jié)果表明,石墨烯層的厚度隨著反應(yīng)溫度的提高而減小。與未生長(zhǎng)石墨烯的樣品相比,在100℃石墨烯復(fù)合使復(fù)合材料的熱擴(kuò)散系數(shù)提高了12.5%。用SLM增材制造技術(shù)和金屬模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成形三維Ni-Cu合金,實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯片層取向的控制,結(jié)合CVD法優(yōu)化在Ni-Cu合金表面生長(zhǎng)石墨烯工藝可調(diào)控石墨烯的結(jié)構(gòu)。
以氧化石墨烯和乙酰丙酮鎳為原料,用溶劑熱法合成了三維多孔R(shí)GO@Ni納米復(fù)合材料。采用X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)表征了材料的晶體結(jié)構(gòu)和組成,根據(jù)拉曼譜分析了材料內(nèi)部的石墨化程度和結(jié)構(gòu)缺陷,用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察了材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,當(dāng)RGO@Ni納米復(fù)合材料的填充量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為25%時(shí)在最小反射損耗(RLmin)和最大有效吸收帶寬(EAB)方面顯示出優(yōu)異的EMW吸收性能;厚度為2.2 mm的RGO@Ni納米復(fù)合材料其RLmin為-61.2 dB,而在2.5 mm匹配厚度下覆蓋的EAB范圍最廣,為6.6 GHz(10.5~17.1 GHz)。這種復(fù)合材料優(yōu)異的微波吸收性能,歸因于協(xié)同效應(yīng)的增強(qiáng)和特殊的多孔結(jié)構(gòu)。
使用熱重分析儀測(cè)定尼龍66(PA66)和兩種不同玻纖增強(qiáng)尼龍66復(fù)合材料(GF/PA)的熱分解曲線,用Kissinger法和Crane法研究了PA66和GF/PA的熱分解動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明:PA66、GF/PA-1和GF/PA-2的熱分解反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為0.949、0.912和0.921,表明均為一階熱分解過(guò)程;熱分解活化能分別為218.65 kJ/mol、121.81 kJ/mol和132.23 kJ/mol,表明玻纖的加入顯著降低了PA66的熱分解活化能。在加熱速率相同的條件下兩種GF/PA達(dá)到最大熱分解速率的溫度都比PA66的低,表明玻纖雖然改善了PA66的性能,但是加快了PA66的熱分解過(guò)程,說(shuō)明存在著“燈芯效應(yīng)”。
用磁控濺射法在ITO玻璃基底上制備Ti-Co合金薄膜,對(duì)其陽(yáng)極氧化處理制備出鈷摻雜TiO2納米管陣列薄膜,研究了鈷摻雜對(duì)納米管陣列薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)、吸收光譜以及光催化還原性能的影響。結(jié)果表明:鈷摻雜TiO2納米管陣列薄膜為銳鈦礦相,管狀陣列的管徑均一、排列規(guī)整。鈷摻雜使薄膜形成(001)擇優(yōu)取向。隨著鈷摻雜量的提高,薄膜吸收可見(jiàn)光的能力提高。鈷含量(原子分?jǐn)?shù))為0.19%的薄膜光催化性能最優(yōu),可見(jiàn)光照150 min后對(duì)Cr(VI)的還原率可達(dá)98.4%。
使帶有環(huán)氧基團(tuán)的三縮水甘油基對(duì)氨基苯酚(TGPAP)分別與溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反應(yīng),合成了反應(yīng)型粘土有機(jī)修飾劑溴化(正定烷基)雙環(huán)氧基(4-環(huán)氧醚基)銨(TGPAPB)和溴化(2-羥乙基)雙環(huán)氧基(4-環(huán)氧醚基)銨(TGPAPE)。用這兩種修飾劑改性粘土,分別制備出具有相同反應(yīng)官能團(tuán)但與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性略有不同的兩種有機(jī)化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤漿復(fù)合法”制備出兩種環(huán)氧樹(shù)脂/粘土納米復(fù)合材料,研究了兩種反應(yīng)型有機(jī)修飾劑對(duì)納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:帶有羥基的E-Clay以高度無(wú)規(guī)剝離形式均勻分布在環(huán)氧樹(shù)脂基體中;而B(niǎo)-Clay則形成了無(wú)規(guī)剝離/插層混合結(jié)構(gòu)。兩種粘土均參與固化反應(yīng)在環(huán)氧樹(shù)脂基體和粘土片層間產(chǎn)生了較強(qiáng)的界面作用力,從而顯著提高了納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度。粘土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的兩種納米復(fù)合材料,其拉伸強(qiáng)度分別達(dá)到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比對(duì)應(yīng)的純環(huán)氧樹(shù)脂聚合物分別提高了76.47%和52.51%。同時(shí),這兩種納米復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)也略有提高。
研究了銅含量和燒結(jié)溫度對(duì)Fe-Cu基粉末冶金復(fù)合材料摩擦磨損性能影響。結(jié)果表明,Cu含量為20%~60%,隨著Cu含量的提高耐磨性能先隨之提高,Cu含量為40%時(shí)耐磨性能達(dá)到最優(yōu)值,平均摩擦系數(shù)最小為0.172,磨損量為0.007 g;隨著Cu含量的進(jìn)一步提高耐磨性能反而降低。燒結(jié)溫度為1096~1296℃時(shí),隨著燒結(jié)溫度的提高耐磨性能隨之提高,溫度達(dá)到1196℃時(shí)耐磨性能達(dá)到最優(yōu),平均摩擦系數(shù)最小為0.123,磨損量為0.0018 g;燒結(jié)溫度再提高耐磨性能反而降低。在最優(yōu)工藝燒結(jié)過(guò)程中液相Al分別與Fe和Cu基體生成固溶體,使材料的密度和強(qiáng)度提高。MnS分解后,Mn與Fe基體生成固溶體,部分C也與Fe基體生成固溶體,兩者促進(jìn)了合金的固溶強(qiáng)化。其余的單質(zhì)C,使合金的潤(rùn)滑性能提高。燒結(jié)后,Cu晶粒組織變得均勻細(xì)小,在Fe基中以網(wǎng)狀形式存在。以上各組元的特殊作用使Fe-Cu基復(fù)合耐磨材料具有優(yōu)異的耐磨性能。
采用氧氣介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體處理PBO纖維表面,用以改善PBO纖維與雙馬來(lái)酰亞胺(BMI)樹(shù)脂之間的界面粘結(jié)性能。結(jié)果表明,用氧氣等離子體處理PBO纖維能大幅度提高PBO/BMI復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度(ILSS)值,最佳處理?xiàng)l件為功率30 W/m3、時(shí)間24 s,ILSS值從43.9 MPa提高到62.0 MPa。經(jīng)過(guò)氧氣DBD等離子體處理的PBO纖維其表面的氧含量明顯提高,氮含量變化不大,甚至在過(guò)度處理時(shí)降低;官能團(tuán)-O-C=O基團(tuán)的含量從0提高到3.16%,-C-O-的含量也明顯提高;在氧氣DBD等離子體處理后的PBO纖維表面產(chǎn)生大量凹凸不平和溝壑,使纖維表面的粗糙度提高。而表面氧含量的提高和表面形貌與粗糙度的變化,是PBO/BMI復(fù)合材料ILSS值提高的重要原因。單絲拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)腄BD等離子體處理不會(huì)對(duì)PBO纖維表面產(chǎn)生不良影響,不影響其在復(fù)合材料中的作用。
通過(guò)模板法與物理混合法相結(jié)合,成功制備了三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的BaTiO3(BTO)/Fe3O4/三聚氰胺泡沫異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。采用掃描電鏡和X射線衍射對(duì)樣品的表面形貌和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試了該樣品在2~18 GHz頻率范圍內(nèi)的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率,并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算了反射損耗值。隨后,使用COMSOL多物理場(chǎng)仿真軟件進(jìn)行有限元分析,研究了該復(fù)合體系的吸收機(jī)制和吸波性能。研究結(jié)果表明,成功引入了BTO和Fe3O4形成的大量異質(zhì)界面到三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)碳中,構(gòu)建了異質(zhì)結(jié)構(gòu)。B
新型氮化碳/鎢酸鉍/cu復(fù)合光催化材料的制備技術(shù)領(lǐng)域.本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域,涉及合成一種新型的g-cn/biwo/cu三元復(fù)合光催化材料,并將其用于可見(jiàn)光及太陽(yáng)光下催化降解水體有機(jī)污染物。背景技術(shù).隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,大量有機(jī)污染物進(jìn)入地表水體,嚴(yán)重影響水體的景觀及使用性能,并且不利于水生生物的生長(zhǎng)繁殖。目前,處理地表水中有機(jī)污染物的治理方法多種多樣,但傳統(tǒng)的處理方法,如生物處理法和化學(xué)氧化法存在處理效果差,投資成本高以及容易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)。今年
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