高阻尼木质陶瓷/MB15复合材料的制备及性能分析

由于高阻尼材料在防震减噪结构中有广泛的应用,为了获得阻尼性能和力学性能俱佳的材料,以木质陶瓷为浸渍载体用高温浸渍设备制备了木质陶瓷/MB15(以下简写为WCMs/MB15)复合材料,并对其微观结构、力学性能以及阻尼行为进行了研究。结果表明,WCMs/MB15复合材料浸渍效果良好,组织均匀且三维网络互穿结构明显,各项力学性能指标均明显提高。断口分析表明断裂机制为混合断裂。同时,复合材料的阻尼性能在木质陶瓷的基础上进一步改善并且随温度的升高而增加,随频率的增加而降低。组成相的阻尼以及位错阻尼可能是复合材料的室温阻尼机制,而高温阻尼机制以界面阻尼为主。     

网络互穿结构复合材料的研究进展

总结了国内外在网络互穿复合材料及其预制件的制备工艺方面的研究现状，并且指出了各种工艺的特点；评述了网络互穿结构复合材料组织的特征及其表征；着重介绍了网络互穿复合材料力学性能、热学性能和摩擦学性能等方面的研究成果。     

层状结构陶瓷复合材料

介绍了弱界面结合和强界面结合的两类层状结构陶瓷复合材料的制备方法，独特的韧性等力学性能及增韧机理，裂纹沿界面的完全偏转及层中的残余应力分别是两类复合材料具有特殊力学性能的原因。     

环氧树脂/聚氨酯互穿网络纳米复合材料的热降解动力学

采用聚合物互穿技术与原位插层聚合相结合的方法制备了有机蒙脱土修饰的环氧树脂/聚氨酯互穿网络纳米复合材料。热重分析(TGA)结果表明,聚氨酯的加入降低了环氧树脂的最大降解温度,而蒙脱土的加入可以显著提高聚合物基体的环氧树脂的最大降解温度。采用Flymm-Wall-Ozawa及Kissinger两种方法研究了环氧树脂复合材料的热分解动力学,结果表明,一定量的聚氨酯和蒙脱土都可以提高环氧树脂热降解的活化能。     

基于泡沫陶瓷三维互穿网络负压浸渍法制备新型耐高温中子屏蔽材料

本工作制备了一种具有互穿网络结构的新型泡沫陶瓷/硼酚醛树脂复合材料,采用有机泡沫浸渍法和惰性气氛烧结制备了莫来石/碳化硼骨架增强体,采用负压浸渍和原位热固化方法制备了碳化硼/硼酚醛树脂基体。实验探究了微粉含量(碳化硼和高岭土各10%～30%)和烧结温度(1 300～1 500℃)对陶瓷骨架和复合材料的影响;当烧结温度设置为1 350℃,粉体原料质量占比设置为氧化铝55%、碳化硼15%、高岭土25%、二氧化钛5%时,烧结而成的陶瓷骨架与20%(质量分数)碳化硼/硼酚醛树脂的填充材料形成新型中子屏蔽复合材料,其综合性能可达到最优化;此时,泡沫陶瓷骨架线收缩率为3.36%,堆积密度为0.54 g/cm³,显气孔率为73.7%,骨架抗压强度为0.94 MPa;陶瓷/硼酚醛树脂复合材料显气孔率为0.2%,堆积密度为1.22 g/cm³,抗压强度为86 MPa; 300℃保温10 h冷却后,残余抗压强度为54 MPa,抗压残余比为62%,服役温度为180～330℃;10%(质量分数)硼酸溶液浸泡72 h后,失重率为0.31%,残余抗压强度为82.5 MP...     

酚醛树脂/木粉复合材料制备木材陶瓷结构变化过程研究

酚醛树脂/椴木木粉复合材料经高温真空碳化制成了木材陶瓷。利用XRD、SEM和FTIR技术对碳化温度和酚醛树脂/木粉质量比对木材陶瓷物相、微观结构和物理化学结构变化的影响进行了表征和研究。结果表明,木材陶瓷具有拓扑均匀的连通孔的三维网络结构,是含有C C、C—O—C和C—H等基团的类石墨结构的碳/碳复合材料;随碳化温度的升高,(002)峰强度增大,晶面间距d₍₀₀₂₎降低,碳化木粉收缩,其间隙增大;酚醛树脂/木粉质量比增大,浸渍树脂的木粉成形能力改善,所得木材陶瓷结构更均匀,但其对木材陶瓷的XRD衍射花样影响不大。      

木质材料陶瓷化的研究进展

介绍了木质材料陶瓷化在国内外的研究进展状况。针对木质材料陶瓷化方法在原材料选取，熔融浸渍体种类以及不同制备工艺路线等方面做了详细论述，并分析了结构功能一体化材料－木质陶瓷的应用性能及影响因素，最后总结了木质材料陶瓷化存在的不足及发展方向。     

具有网络互穿结构TiC／AZ91D镁基复合材料的一种合成方法

介绍一种新的低成本合成具有网络互穿结构TiC／AZ91D镁基复合材料的方法——原位反应渗透法。该方法中，TiC陶瓷增强相由元素粉末Ti和C间原位反应直接合成．无需添加第三相金属粉末，仅在原位反应发生的同时熔融基体镁合金由毛细管力作用渗入（Tip＋Cp）预制块内部构成致密的具有网络互穿结构的TiC／AZ91D镁基复合材料。实验结果和理论计算表明：（1）通过精确控制（Tip＋Cp）预制块的致密度，考虑原位反应发生前后形成的TiC本征体积变化，即可获得具有不同TiC陶瓷含量的网络互穿结构镁基复合材料；（2）原位合成的TiC陶瓷是一可变化学剂量比的化舍物．其晶格常数随反应条件而变化，主要取决于反应条件和原始元素粉末的尺寸。     

聚氨酯乳液互穿聚合物网络的制备与结构

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA2000)和环氧树脂(E-20)为主要原料,制备了高环氧树脂含量的聚氨酯(PU)/环氧树脂(EP)乳液互穿聚合物网络(LIPN)。通过红外光谱,动态力学分析,透射电镜等研究了产物的结构与性能。结果表明,LIPN已形成,乳液乳胶粒子为非核壳结构,EP和PU两种组分完全互容且在分子尺度互穿。改性PU的耐溶剂性大幅提高,表现出明显的互穿协同效应。可作为一种新型的环保PU涂层应用于各个领域。     

端羟基丁二烯型聚氨酯/聚苯乙烯互穿聚合物网络的研究

研究了同步法合成的端羟基聚丁二烯型聚氨酯/聚苯乙烯互穿聚合物网络〔PU(HTPB)/PS_t-IPN〕的形态结构、热转变行为和力学性能。电镜结果表明:该类 IPN 形成既二相分离又各自连续的相结构,当 PU(HTPB)/PS_t 组成比为25/75时,体系发生相转变;组成比为50/50左右时,形成的聚苯乙烯分散相区域尺寸较小。增加每一相的交联程度,均可提高二相的互穿能力,所有 IPN 都呈现出独特的细胞状结构形态,文中根据聚氨酯首先形成的事实,提出了该结构的形成机理。T_(?)研究结果表明:玻璃化转变温度的移动将受到 IPN 自身诸因素的制约。力学性能结果表明:随 IPN 中 PU(HTPB)含量增加,材料的刚性下降,而断裂伸长则出现由增加到下降的过程,在组成比为60/40左右时,达最大值。     

两类室温固化的蓖麻油聚氨酯互穿网络材料

研究了五种取代乙烯分别与蓖麻油聚氨酯生成的互穿网络聚合物(IPN)的力学性能与其组成的关系,指出聚氨酯含量在65％左右拉伸强度最大,最大强度与取代乙烯均聚物的玻璃化转变温度有关。NCO/OH比愈大,IPN的交联密度愈大,伸长率愈小,拉仲强度愈大。由丙烯酸丁酯生成的IPN具有弹性体性能。还研究了蓖麻油聚氨酯与不饱和聚酯及取代乙烯生成的IPN,指出丙烯腈作为取代乙烯所得的IPN性能最好,不饱和聚酯与丙烯腈的重量比不宜超过1/1。后一IPN的扫描电镜照片表明具有微观相分离的形态结构。     

铸渗法制备颗粒增强钢基复合材料的研究

通过对负压铸渗理论的分析, 得出了影响负压铸渗深度的因素及其影响规律(见式(9) ) ;用碳化钨、镍包氧化铝及不同粒度氧化铝为陶瓷颗粒、耐热钢为基体进行了负压铸渗实验, 得到了颗粒分布均匀的复合材料, 揭示和证实了颗粒与金属液间的湿润特性及颗粒粒度对铸渗的影响规律。      

铸造高强度C/Al复合材料

本文介绍用铸造法制造抗拉强度超过750MPa的高强度C/Al复合材料。将国产高强度碳纤维经MSC涂层处理后以束状排布于精密铸造模壳内,在4000Pa的真空度和0.75MPa的空气压力下将356合金液浸渗入预热模壳内,凝固后获得C/Al复合材料零件或试样。试样的抗拉强度当纤维体积分数为0.35时达764MPa。论文讨论了纤维束状排布对浸渗过程和材料韧性的有利影响。     

超高分子量聚乙烯增韧聚丙烯的“原位复合”增韧机理

用四螺杆挤出机制备了超高分子量聚乙烯增韧聚丙烯的共混合金。研究发现，合金中ＵＨＭＷＰＥ的形态是由沿其分子链形成的串联微晶粒和松散的分子链段束组成，并在ＰＰ基体中形成一种特殊的物理“互穿网络”结构。     

凝胶顺序对增塑PU／PGMA同步互穿网络力学性能的影响

通过改变聚氨酯的催化剂,制备出不同凝胶顺序的增塑聚氨酯／聚甲基丙烯酸缩水甘油酯同步互穿网络。采用ＦＴ－ＩＲ法跟踪网络形成的动力学。所制得的不同凝胶顺序的样品呈现完全相反的物理和力学性能。聚氨酯先凝胶的ＳＩＮ样品是透明的,质地很脆;而聚甲基丙烯酸缩水甘油酯先凝胶的样品为不透明的,具有很好的弹性。通过透射电子显微镜（ＴＥＭ）和动态力学分析（ＤＭＡ）,从不同的侧面,对它们完全相反的性能作出解释。     

动态扭振法研究互穿聚合物网络的固化

用动态扭振法对不同配比的（环氧树脂－聚酰胺）／聚（丙烯酸正丁酯－二乙烯苯－苯乙烯）互穿聚合物网络（ＩＰＮ）进行了４个温度的等温固化实验。讲座了其最佳配方和最佳固化条件;求取了固化反应表观活化能△Ｅa,讲座了不同组分对固化反应,特别是对△Ｅa的影响。用非平衡态热力学涨落理论对上述ＩＰＮ的等温固化行为进行预估,理论曲线与实验曲线符合良好。     

植物油互穿聚合物网络的研究

将植物油（蓖麻油、棉籽油）进行环氧化反应得到环氧植物油；将桐油与顺丁烯二酸酐作用得到桐油酸酐；植物油或环氧树脂及其固化剂（桐油酸酐）与聚氨酯预聚物（ＰＵＰ）及其扩链剂等混合固化，合成了一系列植物油聚合物／聚氨酯互穿聚合物网络（ＩＰＮ）。经动态力学测试结果表明，该类聚合物共混物体系组分间的相容性好，在动态力学谱上一般只有１个较宽的峰，ｔｇδ值持续大于０．３的温域宽度在９０℃左右，有的超过１００℃，大大加宽了相应植物油交联共聚物或聚氨酯的阻尼温域。这类互穿聚合物网络是一类以植物油为主要原料、制备成本低、方法新、阻尼性能优良的新型阻尼材料。文中还对组成与性能的关系进行了讨论