掺铁氧体和石墨水泥基复合材料吸收电磁波性能

研究了添加铁氧体和石墨水泥基复合材料(F/G/C)的吸波性能。通过改变铁氧体、 石墨的配比, 分析了影响该材料电磁吸收效能的主要因素, 并探讨了其影响机制。结果表明: 石墨添加量20 vol%时材料出现逾渗现象, 逾渗区内介电损耗有较大值; 0.5~4 GHz范围内影响吸收深度的最主要因素是石墨, 影响吸收宽度的最主要因素是铁氧体, 最佳水平组合为20 wt% 60 μm铁氧体、 10 wt% 250 μm铁氧体、 30 vol%石墨, 吸收深度可达-32 dB且明显优于单组分复合; 吸收主要机制是磁损耗, 石墨的加入改善了材料空间波阻抗。      

空心粉煤灰对铁氧体-炭黑/水泥基复合材料吸波性能的影响

通过改变空心粉煤灰微珠、铁氧体、炭黑的配比,分析了影响混凝土电磁吸收效能的主要因素,并探讨了空心粉煤灰微珠、铁氧体和炭黑的加入对水泥基复合材料电磁吸收性能的影响机制。结果表明:8~18GHz频率范围内,空心粉煤灰微珠是影响水泥基复合材料吸波性能的最主要因素,最佳水平组合为20wt%铁氧体、20wt%粉煤灰、10vol%炭黑,-10dB吸收带宽可达10GHz且明显优于无粉煤灰样品,其机制在于空心粉煤灰微珠的掺入同时改善了材料表面透射性能和介电损耗。     

不锈钢纤维-石墨/ABS-PVDF复合材料相转变与导电特性

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）和聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,不锈钢纤维（SSF）和石墨为导电填料,通过熔融法制备SSF-石墨/ABS-PVDF导电复合材料,探究了其导电性能及流变性能。讨论了SSF/ABS-PVDF复合体系中导电填料的分布、导电性能及基体的相转变行为。结果表明:SSF倾向于分布在PVDF相中,当SSF含量为20wt%时,SSF/ABS-PVDF复合材料的电阻率随PVDF比例增加,先降低经历一个平台期后继续降低。PVDF在ABS-PVDF复合基体中含量为30wt%~40wt%和70wt%~80wt%时,SSF/ABS-PVDF复合材料出现相态转变行为。当SSF含量为16.84wt%和25wt%~30wt%时SSF-石墨/ABS-PVDF复合材料出现二次逾渗的现象,且与其动态模量及复数黏度的变化相符合。      

添加铜网对片层石墨/Al复合材料热物理性能的影响

使用盐浴法对片层石墨（GFs）进行表面镀Si处理,采用真空热压法制备片层石墨/Al复合材料（Si-GFs/Al）。向Si-GFs/Al复合材料中添加10vol%的铜网,研究了铜网对Si-GFs/Al复合材料热导率和力学性能的影响。使用SEM、聚焦离子束（FIB）和TEM对Si-GFs/Al复合材料的微观结构和微观界面进行表征,并分析了复合材料的断裂机制。结果表明,添加铜网使Si-GFs/Al复合材料内部出现了高聚集定向GFs带,形成高导热通道。当GFs体积分数为30vol%~40vol%时,Si-GFs/Al复合材料的热导率提升了约20%,弯曲强度提升了40%以上。当GFs体积分数为40vol%时,Si-GFs/Al复合材料热导率和弯曲强度同时达到一个优值,分别为512 W/（mK）和127 MPa。      

膨胀石墨/聚酯导电复合材料的制备与导电行为

采用熔融共混法制备了膨胀石墨 ( EG) /聚酯 ( PET) 导电复合材料。利用扫描电镜及电导率测试等研究了复合材料的制备方法对其结构形态和导电性能的影响。结果表明, EG与聚合物基体间的相互作用和机械剪切力使PET分子能够进入EG的片层和孔隙中 , 促进了导电网络的形成, 导致EG/PET复合材料具有较低的逾渗值, 仅为3. 14 %。环氧树脂 ( ER) 与EG间的强相互作用使其易于对EG插层和剥离, 使ER-EG/PET体系的逾渗值进一步降低到1. 80 %。运用统计逾渗理论分析了材料的导电机制。发现复合材料电导率的各向异性、复杂的微观结构以及在高于逾渗值仍存在隧道导电是临界指数高于普适值的主要原因。      

碳包钴纳米颗粒/聚二甲基硅氧烷复合热界面材料的制备和性能

为了制备具有良好的热导率、热稳定性、导电性和柔顺性的纳米颗粒填充硅树脂复合材料,首先以乙基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体材料,以碳包钴纳米颗粒(C@Co)为填料,采用研磨共混法制备了C@Co/PDMS复合热界面材料。然后,运用TEM、XRD、Raman和SEM分别对C@Co的微观结构、物相、石墨化程度和分散性进行了研究。最后,研究了C@Co含量对复合热界面材料的热导率、热稳定性、导电性和柔顺性的影响。结果表明:该复合热界面材料的热导率随着C@Co含量的增加而增大,当C@Co的含量为24wt%时,复合材料的热导率达到最大值1.64 W/(m·K),比纯PDMS的提高了10.7倍;TG分析表明,添加24wt%的C@Co后,复合材料的起始分解温度和最终分解温度比纯PDMS的分别提高了约70℃和80℃,说明C@Co能提高复合材料的热稳定性;随着C@Co含量的增加,复合热界面材料的电导率非线性增大,拟合试差计算的逾渗阀值为10wt%,即C@Co含量小于10wt%时复合材料的绝缘性良好,而填充24wt%的C@Co时复合材料的电导率为9.38×10-3 S·m-1;复合材料的硬度适中,处于17.6~26.8HA范围内,表明该复合材料的柔顺性较好。因此,24wt%C@Co/PDMS复合材料不仅能满足热界面材料电性能的基本要求,且具有良好的热导率、热稳定性和柔顺性。     

Al2O3/NiAl复相陶瓷料浆流变性的研究

主要对Al2O3/NiAl复合体系料浆的稳定分散特征作了初步研究.结果表明:对Al2O3和NiAl单体系,当溶液的pH>10.6时,颗粒表面的ξ电位达到最大值;当料浆中Al2O3含量在40 vol%以上时,其稳定分散的最佳pH范围为11～12,当料浆浓度为40 vol%,50 vol%和60 vol%时,最佳分散剂用量分别为0.6 wt%,2.8 wt%和8.0 wt%;对浓度小于30 vol%的NiAl料浆,其稳定分散的最佳pH范围为9～11,分散剂最佳用量为0.5 wt%;在最佳分散条件下制得的50 vol%(Al2O3/NiAl-20)的复相陶瓷料浆具有良好的稳定分散性.     

铁氧体/石墨复合吸波涂层的微波吸收性能

本文将固相法制备的磁损耗型Ba0.9Sm0.1Co2Fe16O27铁氧体与电损耗型石墨相结合,通过测试两者的电磁参数,采用YRcomputor软件模拟计算了双层复合吸波涂层的反射率。结果表明：铁氧体/石墨复合吸波涂层在2～8 GHz频段有较好的吸波性能;其中,下层为含量80 wt%的Ba0.9Sm0.1Co2Fe16O27,厚度1.5 mm,上层为10 wt%的石墨,厚度1.5 mm时,该复合涂层表现出优良的微波吸收特性,反射率损耗RL〈-10 dB时,带宽约为3 GHz（3.5～6.5 GHz）,最大吸收值约为-27 dB。     

基于微胶囊化聚磷酸铵和微胶囊化膨胀石墨的阻燃硬质聚氨酯泡沫复合材料的制备及性能

采用原位聚合法,以聚氨酯为壳材,制备微胶囊化聚磷酸铵(PUAPP)和微胶囊化膨胀石墨(PUEG)。采用XPS、FTIR、TG和SEM分别对PUAPP和PUEG进行表征,结果表明,聚氨酯有效包覆在聚磷酸铵和膨胀石墨表面,成功制备了PUAPP和PUEG。在此基础上,采用一步法全水发泡工艺将PUAPP和PUEG引入到聚氨酯硬泡(RPUF)中,制备出一系列阻燃RPUF复合材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、TG、万能试验机、导热及密度测试研究了PUAPP/RPUF、PUEG/RPUF及PUAPP-PUEG/RPUF复合材料的阻燃性能、力学性能、保温性能及热稳定性。研究表明,微胶囊化阻燃剂的加入可以提高RPUF复合材料的高温稳定性,PUEG/RPUF、PUAPP/RPUF和PUAPP-PUEG/RPUF复合材料在700℃的残炭率从1.2wt%分别提高至6.9wt%、11.2wt%和10.7wt%。阻燃测试表明,PUAPP和PUEG可以有效提高RPUF复合材料的阻燃性能,当加入10.4wt% PUAPP时,PUAPP/RPUF复合材料的LOI提高到22.3vol%,UL-94等级为V-0级;当加入10.4wt% PUEG时,PUEG/RPUF复合材料的LOI达到25.3vol%,UL-94等级为V-0级;PUAPP-PUEG/RPUF复合材料的LOI达到24.3vol%,UL-94等级为V-0级。SEM和拉曼测试表明,PUAPP和PUEG可以提高RPUF复合材料的炭渣石墨化程度,使炭渣的致密性更强。      

氧化石墨/钛酸钡/环氧树脂三相复合材料的制备及其介电性能研究

利用浓硫酸、高锰酸钾等强氧化剂制备了氧化石墨, 将其与钛酸钡和环氧树脂复合, 制备了三相复合材料。研究了氧化石墨的添加量对于复合材料介电性能的影响。结果发现在氧化石墨的添加量很少时, 三相复合材料的介电常数显著地高于钛酸钡/环氧树脂两相复合材料, 同时介电损耗仍然维持在较低的水平。钛酸钡/环氧树脂的介电常数为17.7 (20℃, 1 kHz), 当加入3wt%氧化石墨, 介电常数增加到42.6, 介电损耗为0.043。因此该三相复合材料适合用于埋入式电容器的介质材料。最后初步探讨了氧化石墨对复合材料介电性能的影响机理。     

显微组织对球墨铸铁电阻率的影响

利用双臂电桥测量电阻的方法，研究了石墨球和基体组织对球墨铸铁电阻率的影响。研究结果表明，珠光体和混合基体球墨铸铁的电阻率随石墨球数增加而逐渐提高，而石墨球数对铁素体基体的球墨铸铁电阻率影响不显著；基体组织对球墨铸铁的电阻率有较大影响，随着铁素体量的增加，电阻率逐渐降低。石墨球数量增加导致球墨铸铁电阻率升高的原因是单位体积中石墨球与基体的晶界面积增多。     

水泥基涂层材料吸波性能的研究

研究了石墨粉、羰基铁粉、铁氧体粉与水泥等复合制成的涂层材料的吸波性能,分析了涂层材料吸波性能与石墨粉含量、粒度、涂层表面电阻率的关系.结果表明,石墨粉涂层材料与铁氧体粉、羰基铁粉涂层材料相比有好的吸波效果,石墨粉涂层材料在高频段(9～18GHz)和低频段(2～9GHz)各有1个吸收峰,石墨粉含量为12%(质量分数)、表面电阻率较小时有好的吸波效果,石墨粉粒度影响石墨粉的含量.     

On the fatigue damage micromechanisms in Si‐solution–strengthened spheroidal graphite cast iron

Graphite nodules in spheroidal graphite cast iron (SGI) play a vital role in fatigue crack initiation and propagation. Graphite nodules growth morphology can go through transitions to form degenerated graphite elements other than spheroidal graphite nodules in SGI microstructure. These graphite particles significantly influence damage micromechanisms in SGI and could act differently than spheroidal graphite nodules. Most of the damage mechanism studies on SGI focused on the role of spheroidal graphite nodules on the stable crack propagation region. The role of degenerated graphite elements on SGI damage mechanisms has not been frequently studied. In this work, fatigue crack initiation and propagation tests were conducted on EN‐GJS‐500‐14 and observed under scanning electron microscope to understand the damage mechanisms for different graphite shapes. Crack initiation tests showed a dominant influence of degenerated graphite elements where early cracks initiated in the microstructure. Most of the spheroidal graphite nodules were unaffected at the early crack initiation stage, but few of them showed decohesion from the ferrite matrix and internal cracking. In the crack propagation region, graphite/ferrite matrix decohesion was the frequent damage mechanism observed with noticeable crack branching around graphite nodules and the crack passing through degenerated graphite elements. Finally, graphite nodules after decohesion acted like voids which grew and coalesced to form microcracks eventually causing rapid fracture of the remaining section.     

Radar wave absorbing characterization of bicomponent fibers

The sheath–core bicomponent fibers were melt-spun by co-extrusion of polypropylene and polypropylene/fillers master-batches. The melt-spun fibers were characterized by DSC, SEM and MSERA. Crystallinity of bicomponent fibers with wave absorption agent was more than that of PP alone. SEM results showed that inorganic particles in fibers had relatively good dispersibility. The electrical resistance of fibers containing bronze particles in the core part reached minimum at the 20 Wt% bronze content. Fibers with ferrite/bronze showed the good radar absorption effects and the absorption property was improved with the increase in bronze content. The fiber having the ferrite or ferrite/bronze in the core-part exhibited the lower reflectivity compared the fiber with ferrite or ferrite/bronze in the sheath-part.     

The influence of silicon on carbon redistribution in steel weldments

Carbon redistribution was measured in ST1/ST2 Fe-2.5Si-0.8C/Fe-0.32Si-0.49C steel weldments in the temperature range 500–1000 °C. At the temperatures where austenite exists, carbon diffuses from ST1 into ST2; when ferrite is present, the diffusion flow reverses from ST2 into ST1. This effect is attributed to the degree of the silicon influence on the graphite precipitation and carbon activity in ST1 and ST2 steels. The opposite signs of the activity gradients in austenite and ferrite cause the reversal of the carbon diffusion when the annealing temperature is changed from the austenite to the ferrite temperature region. The carbon diffusion coefficients D_C and the thermodynamic interaction coefficients ε_C^Si in austenite have been assessed from the experimental data for ST1 and ST2 steels.     

Preparation of Exfoliated Graphite Modified with Magnesium Ferrite

A magnetic sorbent based on exfoliated graphite modified with magnesium ferrite has been prepared by impregnating oxidized graphite in a mixed solution of FeCl₃ and Mg(NO₃)₂, followed by heat treatment of the impregnated oxidized graphite in air. X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy results demonstrate that the structure of the magnesium ferrite is an inverse spinel with a degree of inversion of 0.59. The saturation magnetization of the magnesium ferrite-containing exfoliated graphite is 16.1 emu/g, whereas its oil sorption capacity is as high as 54 g/g. Compaction of the exfoliated graphite to a density of 0.03 g/cm³ reduced its sorption capacity to 26 g/g. Further increasing the density of the material led to a considerable decrease in its sorption capacity.     

石墨为吸波剂水泥基膨胀珍珠岩砂浆吸波性能研究

用石墨粉、闭孔膨胀珍珠岩与硅酸盐水泥等材料,制成具有电磁波吸收功能的砂浆层.应用弓形法对砂浆在2～18GHz吸波性能进行了测试,研究不同石墨含量、不同砂浆厚度与砂浆吸波性能的关系.当砂浆层体积中含有30%的膨胀珍珠岩,含有200目(mesh number)石墨粉含量为20%wt时,比含量15%和25%吸波效果好;粒径为...     

含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁的蠕变行为

研究了一种含有Cu、Mo、Sn的高强度蠕墨铸铁在623~823 K、40~150 MPa的蠕变行为,观察了不同形态的蠕变损伤组织并分析了蠕变变形及断裂机理。当T/T_m＞0.5(T为使用温度,T_m为蠕墨铸铁熔点)、载荷大于150 MPa时这种蠕墨铸铁的蠕变变形显著,且变形主要来自基体变形、蠕变空洞的形核长大以及石墨/基体界面的开裂。随着温度的提高和载荷的增加,蠕变变形逐渐由晶界移动转变为晶内变形。在蠕变过程中有两种开裂机制：(I)微裂纹在石墨/基体开裂处形核长大并优先沿铁素体向基体扩展,与邻近石墨/基体开裂连接而逐渐形成主裂纹;(II)晶界处的蠕变空洞形核长大转变成蠕变裂纹。氧原子通过石墨的连通性向组织内部扩散,造成上述两种裂纹表面氧化。由于,石墨、铁素体、珠光体三者性能的差异,石墨/铁素体界面比石墨/珠光体界面更易发生开裂。另外,在773 K、823 K组织中的珠光体分解明显,层片状渗碳体逐渐转变为短棒状,在晶界附近则以颗粒状为主。