丙三醇/羧甲基淀粉/改性氧化钛复合颗粒的电流变性能

结合改进的水解法和溶胶-凝胶法,制备了丙三醇/羧甲基淀粉/改性纳米氧化钛复合颗粒,分析表明羧甲基淀粉和纳米氧化钛之间存在有相互作用;同时,介电测试表明此颗粒配制的电流变液的介电极化特性有很大改善.经流变学测试,此复合颗粒电流变液的动态剪切应力在颗粒质量分数为25%,剪切速率为100s-1,3kV/mm DC下为960Pa,剪切增幅比为35.同时,此电流变液的静态屈服应力在更高浓度,5kV/mm DC下可达到18kPa,比同等条件下改性氧化钛和CMS电流变液的静态屈服应力均有所提高.此外,这种电流变液还表现出较好的抗沉降性能.     

硅油端基对草酸氧钛电流变液性能的影响

以草酸氧钛纳米颗粒为分散相,以黏度相近,端基不同的硅油(羟基硅油、甲基含氢硅油、二甲基硅油)为基液制备电流变液,测试其剪切屈服强度、零场黏度、漏电流密度、剪切稳定性、沉降稳定性,以研究硅油端基结构对电流变液性能的影响。测试结果表明,以极性端基能够提高电流变液的剪切屈服强度、电流变效率及沉降稳定性,但导致漏电流密度增大;空间位阻作用较小的端基能够提高电流变液的剪切屈服强度、电流变效率,降低漏电流密度,但导致沉降稳定性变差。     

稀土改性二氧化钛电流变液的性能

用溶胶－凝胶法制备了稀土元素改性的二氧化钛微粉,利用 ＤＳＣ、ＴＧ、ＸＲＤ等表征微粉,测试了微粉的介电性能,用微粉和甲基硅油配制了无水电流变液．流变学测量结果表明掺杂改性后的二氧化钛电流变液具有比在相同制备条件下所得纯二氧化钛配制电流变液强得多的电流变效应,典型的颗粒／硅油体积比为３５％的电流变液,在２５℃、直流３ｋＶ／ｍｍ、剪切速率为１．４４１ｓ~（－１）条件下的剪切强度可达１．７ｋＰａ,电流密度小于１０μＡ／ｃｍ~２,零场粘度为３～ＳＰａ·ｓ．稀土的掺杂量对电流变效应影响非常明显,存在一个稀土元素的最佳含量范围讨论了电流变液的剪切应力与电场强度、剪切速率的关系。     

Ni/(TiO_2+Urea)纳米核壳颗粒电流变行为

通过Sol-Gel法制备出Ni颗粒表面均匀包覆尿素掺杂二氧化钛涂层的纳米核壳颗粒Ni/(TiO2+Urea),对其电流变行为进行了研究.结果表明颗粒热处理温度和尿素加入量对其电流变活性有较大影响,热处理温度高于320℃以后剪切强度明显降低;尿素与Ti的质量比为30%时,剪切强度达到40kPa(4kV/mm直流电场),是无尿素时的10倍,但过量的尿素使强度下降.显微镜观察直流电场下电流变液的结构显示,尿素与Ti的质量比为30%时核壳颗粒电流变液形成的柱粗壮、致密,尿素过量时柱产生断裂,无尿素时柱纤细、疏松.尿素中的极性分子是影响Ni/(TiO2+Urea)颗粒电流变行为的重要因素.     

硅油端基对草酸氧钛电流变液性能的影响

以草酸氧钛纳米颗粒为分散相,以粘度相近、端基不同的硅油(羟基硅油、甲基含氢硅油、二甲基硅油)为基液制备电流变液,测试其剪切屈服强度、零场粘度、漏电流密度、剪切稳定性、沉降稳定性,以研究硅油端基结构对电流变液性能的影响。测试结果表明,以极性端基能够提高电流变液的剪切屈服强度、电流变效率及沉降稳定性,但导致漏电流密度增大;空间位阻作用较小的端基能够提高电流变液的剪切屈服强度、电流变效率,降低漏电流密度,但导致沉降稳定性变差。     

高岭土/羧甲基淀粉插层复合微粒及其电流变性能

以二甲基亚砜为前驱体，通过二次插层取代，夹带入羧甲基淀粉，制备出高岭土／羧甲基淀粉剥离型插层复合微粒．羧甲基淀粉插层引起高岭土片层之间的剥离，高岭土片层在羧甲基淀粉中均匀分散．二次插层取代使插层复合物电流变液的介电常数和电导率显著改善．高岭土／羧甲基淀粉复合材料具有较好的协同效应，其电流变液的静态剪切应力值分别是纯高岭土的3．60倍和羧甲基淀粉的2．24倍．复合材料的电流变性能与复合物中羧甲基淀粉的含量有密切关系．复合材料电流变液的工作温区大幅扩展(20～90℃)，抗沉降性明显提高。     

纳米镍基核壳微粒电流变液的流变特性研究

通过微观分析、性能测试和形貌观察,研究了Ni/TiO2基核壳结构微粒电流变液性能与其浓度、剪切速率以及所加电磁场强度的关系,结果发现,成分相同时,电流变液的强度随浓度和剪切速率的增加而增强,但到达一定时趋于稳定,同时,电场和磁场复合加载有利于电流变液强度的提高,其形貌亦出现微粒柱的相互交织。     

稀土改性二氧化钛电流变液的剪切强度随温度变化关系

用溶胶-凝胶法制备了系列锐钛矿型掺杂稀土元素二氧化钛粉粒,在干态下对其所配制的电流变液进行了力学性能测试及其温度效应研究。结果表明,掺杂后的电流变液性能远优于同条件下所制纯二氧化钛电流变液。温度效应明显优化,在10 ℃~100 ℃均有较强的电流变活性,使用温度范围比纯二氧化钛电流变液大幅度加宽,80℃剪切应力达到最大。材料中的RE/Ti摩尔比对电流变效应影响显著,不同温度下RE/Ti=0.07~0.11之间电流变液呈现最佳的电流变效应,RE/Ti摩尔比引起电流变液介电性质的改变是电流变效应增强和不同的起因。     

聚吡咯在蓖麻油中的电流变效应

研究了聚吡咯在蓖麻油中的电流变效应.结果表明:在电场作用下该体系表现出良好的电流变效应.随着电场强度、聚吡咯浓度的增加,电流变液的漏电流增大,而随着剪切速率的减小,体系的漏电流却增大.非离子表面活性剂的加入会使聚吡咯电流变液的电流变效应变差.     

横向可压缩电流变夹层梁的振动特性

讨论了电流变夹层梁在考虑电流变材料层横向可压缩时的动力学特性。在建模过程中将电流变材料视为可压缩的粘弹性材料, 假设电流变材料层的横向位移随厚度变化。基于一阶剪切变形理论和能量方法建立了电流变夹层梁的挤压-剪切动力学模型, 并采用有限元方法进行了离散求解。通过对悬臂梁的仿真和实验分析得出:在电流变夹层梁的振动过程中, 上、下约束层的横向位移并不完全相等, 在低频阶段相差不大, 但在高频阶段较为明显; 加大外加电场的强度, 可以减小横向位移的差值; 而电流变层厚度的增加, 将使横向位移的差值加大。      

聚线型反式喹吖啶酮的合成及电流变性能

合成并表征了平面梯形聚合物聚喹吖(2,3-b)啶-7,14(5,12)二酮(聚线型反式喹吖啶酮,PTQA);以PTQA为基础粒子,溴代二苯甲烷(BDPM)为分散介质制备了无水型电流变流体(ERF),考察了其电流变性能。研究了体系中粒子浓度、外加电场强度、剪切速率等对电流变流体的剪切应力、屈服应力和表观黏度的影响,考察了电流变流体的温度效应。结果表明,PTQA-BDPM体系是一种性能优良的电流变流体,粒子质量分数为30%的流体室温屈服应力达到6.0 kPa(3 kV/mm);体系的剪切应力随温度升高而增大,且在高温区间具有较强的温度效应。     

Electrorheological fluids containing Ce-doped titania

A new type of water-free electrorheological (ER) material of anatase titania doped with Ce has been synthesized by a sol-gel technique. The thermal character and crystal structure of doped titania are characterized with FT-IR, DSC-TG and XRD. The ER behaviors of the suspension made of such particles dispersed in silicone oil at a volume fraction of 18% are investigated in a DC electric field. The results show that the doped titania ER suspension has a much increased shear stress compared with the pure titania one. The shear stresses of 1.7 kPa at 3 kV/mm and 2.6 kPa at 4 kV/mm can be induced in a 8.5 mol% cerium-doped titania ER suspension, which is 5~times higher than that of the pure titania one. Moreover, the induced shear stress has a significant dependence on the Ce/Ti molar ratio and the maximum shear stress can be obtained when Ce/Ti molar ratio is about 0.1. In addition, significant differences in the temperature dependence of shear stress between the pure and doped titania ER suspensions are found. The working temperature range is extended by Ce doping. The obvious improvement in the ER effect resulting from Ce doping can be explained in terms of the dielectric and conduction properties of the ER suspensions.     

硅酸铝-淀粉系复合悬浮相电流变流体的流变特性研究

研究了硅酸铝-淀粉系复合悬浮相电流变流体的流变特性,发现其某些流变曲线超出已有流体流变曲线范围,而呈现“V”形,且在高电场强度时这种趋势更为明显。为解释该现象,提出了一种复合粒子的极化模型。     

SiCf/TC17复合材料界面剪切强度测试与有限元分析

界面强度对钛基复合材料的性能有重要影响。采用纤维顶出实验(push-outtest)对连续SiC纤维增强TC17复合材料的界面剪切强度进行了测试,采用SEM观察了样品的形貌。以纤维/基体完全分离后的摩擦力为出发点,采用有限元方法确定了复合材料成型过程中残余应力的产生温度,并计算了残余应力的分布,比较了顶出实验样品制备前后残余应力的变化情况及样品厚度、体积分数对残余应力分布的影响;采用内聚力模型(CZM)分析了界面的化学结合强度。结果表明:SiCf/TC17复合材料高温成型后的冷却过程中开始产生残余应力的温度为775℃;顶出实验样品制备后界面处生成了残余剪切应力,其大小和分布与样品的体积分数和厚度相关,界面处的残余剪切应力造成了界面剪切强度的测试结果与界面化学结合强度的差异;室温下SiCf/TC17复合材料的界面化学结合强度约为450MPa。     

Preparation and flocculation properties of cationic starch/chitosan crosslinking-copolymer

A novel flocculant (CATCS) based on corn starch and chitosan was prepared and its flocculation behaviors were studied. The synthesis conditions of CATCS were discussed and the production obtained was characterized using Fourier infrared spectra and scanning electron microscopy. Flocculation properties of the products were evaluated in terms of transmittance, removal of organic contaminant and solid suspending substances. Influences of temperature, pH and flocculant dosage on flocculation efficiency of CATCS were examined. CATCS had better flocculation performance at lower temperature for the wastewater investigated. CATCS showed better flocculation performance than cationic starch and chitosan in 5 g/L kaolin suspension trended to performance well in acidic and alkaline solution. The comparison of the flocculation performance between CATCS, Fe₂ (SO₄)₃ and polyacrylamide showed CATCS had much efficient flocculation performance. In addition, cationic starch was prepared from corn starch using microwave-assisted method.     

改性高岭土/钛氧化物复合材料的制备及其高电流变活性

采用sol-gel法和机械化学法相结合制备了改性高岭土/钛氧化物颗粒,与甲基硅油配制成电流变液。XRD、FTIR分析表明,钛氧化物以含介孔的非晶态形式包覆在经过机械化学法制备的高岭土/NaCl复合物上,形成改性高岭土/钛氧化物复合颗粒。电流变性能测试表明,当颗粒体积分数为25％,E=3 kV/mm时,复合颗粒电流变液的静态屈服应力达7 kPa,是高岭土电流变液的9倍。同时发现钛氧化物含量对电流变效应有重要影响。电流变液介电性能的变化是其流变学性能提高的起源。     

ZIF-8/丙烯酸十四-十六酯共聚物和PB/丙烯酸十四-十六酯共聚物形状稳定相变材料的制备与性能

形状稳定的相变材料(SPCMs)是绿色的可重复使用的储能材料。由于丙烯酸正烷基酯共聚物的熔融温度可通过控制侧链长度来调节,因此可以得到适宜的相变温度。用一种基于金属-有机骨架纳米粒子稳定悬浮聚合法制备出了功能MOFs/聚合物复合材料—ZIF-8/丙烯酸十四-十六酯共聚物(ZIF-8/P(TDA-co-HDA))与PB/丙烯酸十四-十六酯共聚物(PB/P(TDA-co-HDA)),通过使用此技术,可以将功能性纳米颗粒固定在聚合物表面上,ZIF-8和PB起到形状稳定的作用。ZIF-8/P(TDA-co-HDA)的吸放热温度分别为37.5℃和8.4℃,相变焓值为63 J/g,PB/P(TDA-co-HDA)在39.1℃吸热,10.1℃放热,相变焓值为68 J/g。该种材料在60℃时保持其形状没有任何泄漏,这远高于P(TDA-co-HDA)的熔融温度。在1000个热循环后,ZIF-8/P(TDA-co-HDA)和PB/P(TDA-co-HDA)仍表现出良好的结晶行为和热可靠性。制备的新型形状稳定相变材料在热能存储应用中具有潜在的用途。      

多孔ZTM陶瓷的制备与性能

高温性能稳定、抗热震性好的莫来石是一种重要的工程陶瓷材料.但是莫来石的室温强度较低,使其工程应用受到很大的限制.由于多孔莫来石的强度大大低于致密莫来石,因而对其研究较少.通过在氢氧化锆和氢氧化钇混合溶胶中加入莫来石制备了5%(体积分数)3Y-TZP/莫来石粉体,800℃煅烧后再添加5%～25%(质量分数)淀粉作为造孔剂,在1500～1600℃烧成后获得了强度高、抗热震性好的多孔ZTM陶瓷.