环氧胶粘剂及其胶接界面热氧老化机理研究

采用红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜对环氧胶粘剂的热氧老化机理进行了研究。同时,对环氧胶接结构进行了力学性能分析,研究了热氧环境对其力学性能退化的影响。结果表明,环氧胶粘剂在热氧加速老化中发生的化学反应主要有后固化反应和氧化反应。热氧老化过程中,环氧胶中的羟基被氧化为醛基化合物,亚甲基被氧化为酰胺。热氧加速老化后的力学性能表明,环氧胶材料本体的耐老化性能好,界面粘接强度具有较好的稳定性。     

自支撑氮掺杂石墨烯纸柔性电极的制备及其储锂性能的研究

以氧化石墨烯(GO)为原料,尿素为氮掺杂剂,采用固/气界面水热反应的方式,即在反应釜内将GO抽滤得到的氧化石墨烯纸(GOP)与尿素分解产生的氨蒸气相互作用,成功制备出自支撑氮掺杂石墨烯纸(NGP)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(RS)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品进行形貌结构及电化学性能的表征。测试结果表明:水热条件下尿素能有效地实现氧化石墨烯纸的氮掺杂,氮掺杂量为7.89%;氮掺杂石墨烯纸在100mA/g和500mA/g的电流密度下,充放电循环100周之后,放电比容量可分别保持在288mAh/g和190mAh/g。采用改进的固/气界面水热反应法制备的氮掺杂石墨烯纸较未掺杂石墨烯纸可逆比容量提高了近2.5倍,具有良好的循环稳定性,可为制备高性能的柔性锂离子电池负极材料提供新方法。     

MAH改性方法对淀粉/聚乳酸界面相容性的影响

以玉米淀粉和聚乳酸(PLA)为原料,马来酸酐(MAH)为改性剂,通过熔融挤出法制备淀粉/PLA复合材料。研究了MAH分别作为增容剂和淀粉酯化剂这两种改性方法对淀粉/PLA相容性的影响,并对复合材料的熔融加工性能、力学性能和耐水性能进行了测试。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)结果都证明,MAH与原淀粉先进行干法酯化改性再与PLA复配制得酯化淀粉/PLA复合材料,比MAH作为增容剂直接添加制得原淀粉/MAH/PLA复合材料具有更好的界面相容性。受界面相容性提高程度的影响,酯化淀粉/PLA复合材料的熔融加工性能、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和耐水性能都优于原淀粉/MAH/PLA复合材料。     

利用氧等离子体预处理增强聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚吡咯导电复合薄膜的界面粘附性

首先对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行氧等离子体预处理,然后通过原位化学氧化聚合法使得吡咯单体在PET薄膜表面沉积聚合,制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚吡咯(PET-PPy)复合膜。通过原子力显微镜、X射线光电子能谱仪、ζ电位测试对经不同时长的氧等离子体预处理的PET薄膜进行表征;利用扫描电子显微镜、耐磨性实验和表面电阻测试对PET-PPy复合膜磨损前后的表面形貌和电阻进行分析与表征。结果表明,氧等离子体预处理显著增强了PET-PPy复合膜界面粘附性。氧等离子体预处理使PET薄膜表面粗糙度增大、电负性显著增强。特别地,当预处理时间为120s时,薄膜表面电负性明显增强,此时PET-PPy复合膜磨损后的电阻值变化最小,表明PET薄膜与PPy功能层界面粘附强度得到明显增强。     

动态布流平面凝固铸造AA1070/AA7050合金

提出了一种新的用于大尺寸复层铸锭平面凝固铸造的布流系统,并使用软件FLUENT对铸造过程中分流方式对温度场的影响进行了模拟分析,模拟结果表明,使用动态布流时熔体温度的均匀性显著优于定口布流,因而可实现凝固时固/液界面在上升过程中保持平坦。使用动态布流平面凝固铸造方法实现了1070/7050大尺寸双层铝合金的铸造复合,铸造结果表明,复合铸锭中两种铝合金的界面清晰平直,无气孔夹杂等缺陷,实现了冶金结合并存在元素扩散层;7050侧金相组织均匀,厚度方向上无明显宏观偏析。     

石英岩尾砂与水泥浆体微界面的改性

采用电石渣对石英岩尾砂进行煅烧改性,利用X射线衍射仪、背散射扫描电镜和能谱分析等方法对改性石英岩尾砂矿物组成和微观结构进行表征,并研究了改性石英岩尾砂的水化性能。通过背散射扫描电镜和压汞仪分析了掺改性石英岩尾砂水泥浆体的微界面结构与孔结构。结果表明:改性石英岩尾砂具有复合结构,内部是惰性的石英岩尾砂,表层为矿物β-C2S层。改性石英岩尾砂可水化生成C-S-H凝胶,改善了石英岩尾砂与水泥浆体的微界面,降低了水泥浆体的孔隙率。     

氮流量比对磁控溅射(CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜的组织和性能的影响

采用直流磁控溅射法制备(CoCrFeNi)N_x高熵薄膜,研究了氮流量比对薄膜的力学性能和电磁性能的影响。结果表明,在不同氮流量比条件下制备的(CoCrFeNi)N_x薄膜,都具有致密的组织、简单的FCC结构并呈现(200)择优取向。随着氮流量比从10%提高到30%,薄膜的硬度和弹性模量随之增大,其最大值达到14 GPa和212 GPa;电阻率基本上呈增大的趋势,最大值达到138 μΩ?cm;饱和磁化强度和磁导率随之减小,薄膜饱和磁化强度最高为427.43 emu/cm³。薄膜的矫顽力约为0。     

纤维含量对黄麻纤维增强树脂基复合材料力学与热性能的影响

为研发低碳、节能、性能优异的麻纤维增强树脂绿色复合材料并扩展其应用领域,本文采用团队发明的氨基硅油乳液对黄麻纤维(JF)进行表面改性,运用开炼-注塑成型复合工艺研制了纤维含量为10wt%～25wt%的改性黄麻纤维增强聚丙烯(JF/PP)新型复合材料,系统全面地研究了改性麻纤维含量对JF/PP复合材料力学性能、结晶行为、耐热性能(热变形温度)及热尺寸稳定性(线膨胀系数)的影响规律及相关作用机制,并采用接触角测试分析与SEM技术分析了复合材料界面相容性与结合状态。结果表明：氨基硅油乳液改性JF,增强了JF与PP基体的界面结合力。随着纤维含量的增加,JF/PP复合材料的拉伸和弯曲强度逐渐增加,而冲击强度则有所降低。DSC、热变形温度和线膨胀系数测试分析表明,添加改性JF能够促进PP异相成核,并限制PP分子链的运动能力,从而提高JF/PP复合材料的耐热性能,且随着纤维含量增加,耐热性能呈不断上升趋势。当改性JF含量为25wt%时,JF/PP复合材料的热变形温度为142.5℃,较纯PP提高了53.5%。同时,复合材料平均线膨胀系数随纤维含量增加而明显降低,表明复合材料的热尺寸稳定性显著提高。相比...     

考虑边界排水时间效应的软土一维非线性固结近似解答

为了考虑实际工程中,土层边界的排水性状是一个随时间连续变化的过程,基于经典的非线性压缩和非线性渗透关系,研究考虑排水边界时间效应时固结系数随时间变化的土体一维非线性固结问题。通过分离变量法和Laplace变换技术,获得该固结问题的近似解答;再将该文解退化并与既有差分解答进行对比,从而验证近似解答正确性。基于所得解,探讨了压缩指数与渗透指数比值Cc/Ck、最终有效应力与初始有效应力比值Nq及界面参数α、β对土体固结特性的影响。结果表明：在连续排水条件下,土体内的不排水对称面的位置与界面参数有关,并且随时间会发生变化;当Cc/Ck>1时,在固结前期,土体的沉降速率随着Nq值的增大而增大,而在固结后期则相反。排水边界的界面参数取值对反映边界排水速率影响很大,因此工程中计算地基固结速率时有必要确定界面参数取值。     

复合材料界面微观力学表征方法及界面细观力学模型研究进展EI北大核心CSCD

复合材料界面的应力传递对材料的性能有着重要的影响,对于界面相的组成、结构、使用温度及强度的研究极为重要。文中对单丝复合材料界面微观测试方法进行了归纳总结,重点介绍了微观测试方法在高温下、动态载荷加载过程中、串珠纤维表征、原位检测可视化等界面表征方面的研究现状,并介绍了细观力学模型在界面失效、界面增强机理等方面的研究进展。最后分析了目前研究中界面理论的缺失,并就未来的研究方向进行了合理性建议。