石墨烯增强尼龙复合材料的拉伸性能

在聚合物复合材料领域中,填料的种类、添加量和分散程度严重影响复合材料的整体性能.作为一种具有优异力学、导电和导热等性能的新兴纳米材料,石墨烯是增强高分子复合材料的理想填料.尼龙即聚酰胺材料,具有比强度高、比刚度高、韧性好、价格低廉且应用领域广泛等特点.通过独创的甲酸-水-尼龙三元机械混合法将石墨烯纳米片均匀包裹在尼龙球...     

两种砂岩类石质文物材料耐候性及表面劣化实验研究

对两种砂岩类石质文物开展耐候性实验研究,通过相关技术指标测定及两种砂岩类石质文物各自的风化老化及表面劣化情况的比较,从外部因素和内部因素两方面探讨了产生老化及表面劣化的原因,从而为提高此类石质文物耐久性以及保护措施提供一定的参考。     

石墨烯电极材料的电容性能

石墨烯是一种新型的碳材料,具有单层碳原子构成的二维平面结构。这种特殊的结构使得石墨烯具有许多独特的物理与化学性能。探索了液相还原法和热还原法制备石墨烯的工艺,对2种不同工艺所制备石墨烯材料进行了物理性能测试。以热还原法制备的石墨烯作为锂离子电池负极材料,在50 mA/g的电流密度下其首次充放电容量分别为893.5 mAh/g和2 114.6 mAh/g,分别是传统石墨负极的325%和619%;但石墨烯的首次充放电效率仅为42.25%,30次循环后,容量保持率仅为28.2%;只有通过改性或复合处理,才能充分发挥石墨烯的高容量优势。     

石墨烯增强铝基复合材料的动态力学性能研究

运用分离式霍普金森压杆装置对石墨烯增强铝基复合材料进行压缩实验,研究其在不同应变率压缩下的力学响应、变形组织和力学性能。结果表明：复合材料的动态压缩应力-应变曲线表现出明显的应变率强化效应,复合材料的屈服强度随应变率的增加而增大,石墨烯含量为0.5%时,屈服强度增幅最大;高应变率压缩会引起显著的晶粒细化,主要源于大晶粒的破碎和高应变率下动态再结晶的持续发生;经动态压缩后复合材料硬度明显增加,且应变率越高,硬度越大,石墨烯含量为0.75%时硬度最大,在1500s^-1应变率下其硬度为153.46HV。     

石墨烯增强钛基复合材料的研究进展

石墨烯作为增强相添加到钛基复合材料中能提高其各项性能. 通过对文献的梳理,介绍石墨烯增强钛基复合材料的制备方法及相关性能,并概述界面结构和增强机理的研究,最后对石墨烯增强钛基复合材料的未来发展趋势进行展望.     

功能化石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能

通过水热法制备氨基功能化改性石墨烯(NFG)和还原氧化石墨烯(RGO)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备材料的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对NFG和RGO的超级电容器性能进行测试。在放电电流密度为1 A/g时, NFG和RGO分别在1 mol/L的H_2SO_4溶液中的比电容为307 F/g和134 F/g。经过2 000次循环充放电后, NFG和RGO的比电容分别为初始值的97.7%和95.5%,结果表明制备的超级电容器电极材料具有优异的充放电性能和循环稳定性。     

固化灰浆防渗墙墙体材料力学性能的研究

目的研究固化灰浆防渗墙墙体浆材的配合比及固化工艺,计算实际墙体的应力与应变等力学参数.方法采用室内正交试验与模拟试验的方法,进行防渗墙固化灰浆配制和成墙固化工艺的研究;运用Duncan-chang的E-ν双曲线模型及E-K弹性模型计算防渗墙墙体的力学性能指标.结果固化灰浆墙体浆材固结28 d的抗压强度为0.5~1.5 MPa、弹性模量为70~150 MPa、渗透系数为10-6~10-8cm/s;所选用的固化工艺凝结时间可控性好,能在凝结固化时间内形成墙体;低弹模的固化灰浆防渗墙墙体位移主要由坝体位移决定,墙体抗压强度由墙体所受的大主应力值决定.结论试验优选出的固化灰浆配合比较好,其物理力学性能指标符合防渗工程要求;按Duncan-chang的E-ν双曲线模型计算固化灰浆防渗墙体的力学性能指标比较符合实际,其计算结果可靠;防渗墙成槽所用泥浆的性能对墙体的力学性能影响很大,不分散低固相泥浆应作为防渗墙的护壁泥浆首选.固化灰浆防渗墙具有较高的工程推广应用价值.     

石墨烯负载ZnS光催化材料的制备及其性能

采用水热法在不加与添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的条件下分别制备了硫化锌/石墨烯(ZnS/RGO)和ZnS/RGO-PVP复合材料。通过X射线衍射、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜等手段对样品的组成与形貌进行了分析表征。以亚甲基蓝为目标降解物在紫外光下研究了各样品的光催化活性。结果表明:ZnS复合RGO后明显提高了ZnS的光催化性能;加入PVP后提高了ZnS在RGO表面的附着量并抑制了ZnS颗粒的团聚,进一步提高了ZnS/RGO的光催化性能。     

功能化石墨烯及其聚苯乙烯复合材料的制备及其性能

利用苯乙烯作为液相,超声剥离鳞片石墨,在石墨烯片层表面引发苯乙烯原位聚合,最终得到聚苯乙烯修饰的石墨烯片层。为测试该功能化石墨烯的填充效果,通过溶液共混的方法制得功能化石墨烯聚苯乙烯复合材料。测试表明:功能化石墨烯片层能够均匀稳定地分散于聚苯乙烯基体中,且经功能化石墨烯增强的聚苯乙烯复合材料的热稳定性、拉伸性能以及动态力学性能均有所提高。     

增强活性的石墨烯/TiO_2复合物的制备及性能研究

以氧化石墨烯为载体,以钛酸异丙酯为前驱体在氧化石墨烯表面沉积TiO2晶种,然后以氟钛酸铵和硼酸为主要原料,采用水热法实现一步还原氧化石墨烯和沉积TiO2制备石墨烯/TiO2复合物,同时以由单一前驱体氟钛酸铵制备的石墨烯/TiO2复合物作为对比催化剂。采用SEM、Raman、XRD、XPS、FT-IR等分析手段对两种催化剂进行了表征。结果表明,经水热反应后,氧化石墨烯可被还原为石墨烯,并且由两种钛源制备的复合物中石墨烯的被还原程度比单一钛源水解的要高,并且水解后复合催化剂的TiO2均为锐钛矿的球形颗粒,粒径约为250~300nm,在石墨烯表面附着良好。采用甲基橙为模拟底物评价两种复合催化剂的光催化活性,结果发现,采用两种钛源依次水解制备的复合物中由于石墨烯的还原度更高,其对底物甲基橙的吸附量更高,转移TiO2表面光生电子的能力更强,导致其具有更强的光催化活性。     

石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响

为改善石墨烯纳米材料疏水性,采用硝酸氧化和超声波法制备石墨烯分散悬浮液,考察石墨烯质量分数对水泥净浆力学性能及其微观结构的影响,探讨石墨烯的增强增韧作用机制,结果表明,水泥基复合材料的抗压、抗折强度随着石墨烯质量分数的增加呈先增大后减小的趋势,且最佳质量分数为水泥质量的0.02%.通过SEM和FT-IR对硬化水泥石的结构进行表征,发现石墨烯能够促进水泥水化产物的生长,改变水化晶体的形状、尺寸,使其有形成完整、簇状的趋势,但并未与水泥发生化学反应,改变其生成物类型.     

橡胶粉、粉煤灰对再生砂浆力学性能影响的试验研究

为了更有效地处理及再利用废橡胶和废弃混凝土,对橡胶粉再生砂浆的力学性能进行了试验研究.选取60目精细胶粉与I级粉煤灰直接掺入到再生砂浆中,通过与素再生砂浆、普通砂浆的对比,研究了其对再生砂浆抗折强度与抗压强度的影响,并探讨了橡胶粉和粉煤灰的作用机理.结果表明:橡胶粉掺量为4%、粉煤灰掺量为15%时,有利于改善再生砂浆的力学性能.     

骨料种类对糯米灰浆性能的影响

采用灰浆性能表征并辅以扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等技术手段,测定了制备的糯米灰浆的表面强度、抗压强度、抗冻性等性能,探讨了骨料的种类、粒径以及掺量对糯米灰浆性能的影响。结果表明：砖颗粒、河砂、石英砂3种骨料的掺入,使糯米灰浆的收缩性和抗冻性均得到较大改善。其中,砖颗粒骨料的加入使糯米灰浆的抗冻性较空白样品提高了125%;但随着骨料粒径和骨灰比的增大,掺入骨料糯米灰浆的抗压强度、抗冻性和收缩率呈下降趋势。因此,在砖石质文物的保护中,建议使用砖颗粒作为糯米灰浆的骨料,并将骨料粒径控制在3 mm以下,骨料/灰的比值控制在2∶1以下,对改善糯米灰浆的性能效果最佳。     

冻融循环作用下砂岩力学特性与电镜扫描试验研究

通过对取自新疆阿勒泰某隧道的砂岩开展冻融循环试验,在-25℃下冻结9 h,(20±2)℃下融解5 h,为一个冻融循环过程,对岩样分别进行0、5、10、20、30、40、50、60、80次冻融循环。然后,进行单轴压缩试验和电镜扫描试验,得到经历不同次数冻融循环后的饱和砂岩破坏特征、应力-应变曲线、弹性模量、泊松比,并分析该砂岩物理力学特性和破坏断口微裂纹演化与冻融条循环次数之间的关系。结果表明:随着循环次数的增加,该砂岩岩样弹性模量呈不同程度降低趋势,峰值应变呈逐渐增大趋势,而泊松比呈先增加后减小趋势,微裂纹长度、宽度及面积不同程度呈增大趋势,使砂岩损伤劣化不断加剧。     

Effects of carbon nanotubes on mechanical and 2D-3D microstructure properties of cement mortar

To study the influence of multi-wall carbon nanotubes （MWCNTs） on the mechanical and microstructural properties of cementitious composites, 0.00, 0.02, 0.08, 0.10, and 0.20 wt% of multi-wall carbon nanotubes were added into cement mortar, in which the cement-sand ratio was 1：1.5. The flexural and compressive strengths of cement mortar at the age of 3, 7, 28 and 90 d and the fracture performance at the age of 28 d were determined, its 2D micrograph was tested by means of SEM, and the 3D defects distribution was firstly determined with or without CNTs by means of XCT （X-ray computerized tomography）. The results showed that 0.08 wt% of CNTs improved the compressive strength and flexural strength by 18% and 19~A, respectively, and a significant improvement of its fracture property was observed. Moreover lower addition of carbon nanotubes to cement mortars can improve its microstructure and decrease the defects significantly compared to the cement mortar without CNTs. With the increase of the content of CNTs, the mechanical properties of cement mortars presented to be declined largely due to the agglomeration of CNTs.     

自制硅酸盐对传统糯米灰浆性能的影响

采用灰浆性能表征和扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）等技术手段,探讨了自制硅酸盐对糯米灰浆的影响及作用机理。结果表明：自制硅酸盐对糯米灰浆的表面硬度、抗压强度、耐冻融性和耐水性均有一定程度的改善。6%自制硅酸盐糯米灰浆的综合性能最佳,其66 d抗压强度高达1.41 MPa,耐冻融性较之空白样品提高了133%,耐水性能提高了43.8%。改性糯米灰浆耐水性等性能的提高,可能与灰浆中水化硅酸钙的生成有关。     

不可移动石质文物岩石理化性质研究——以重庆市石佛寺遗址摩崖造像区为例

以重庆市石佛寺遗址摩崖造像区为工程背景,通过开展野外勘测及岩石试样的理化性质测试,提出一种针对不可移动石质文物的理化性质研究方法,即跨尺度分析方法。室内试验采用宏观试验及微观试验,宏观试验包括三轴试验和直剪试验,微观试验包括扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析。采用宏观试验测得样品的基本力学参数;通过电镜分析可知,试样为标准的砂岩,孔隙率较大,表明其对水的敏感性较高,在长期干湿循环作用下,其强度会随着时间的推移而降低,即典型的水岩相互作用;XRD衍射试验表明,由于砂岩中黏土矿物含量较高,故其水理性质较差,抗风化能力较弱,这是导致其风化的主要原因。地质雷达勘测及辅助声波探测表明,在有效保护文物的前提下,可以采用该方法对文物进行宏观和微观的跨尺度科学分析。     

机制砂颗粒级配对砌筑干混砂浆力学性能的影响

目前,对干混砂浆的研究主要集中在天然砂配制的干混砂浆的品种和性能上,对机制砂干混砂浆的研究还很少.针对机制砂在生产过程中颗粒级配的可控优势,研究了8种不同粒组含量的机制砂对干混砂浆力学性能的影响.试验结果表明,砂浆的稠度值随石粉含量的减小呈现逐渐增大的趋势,其中石粉含量小于20%时砂浆的稠度值较好.砂浆的抗压和抗折强度值随石粉含量的减小及较大颗粒含量的增加呈现逐渐减小的趋势.砂浆的压折比总体上呈下降趋势,石粉含量小于20%时砂浆的压折比小于等于3,说明砂浆的柔韧性较好.砂浆与聚苯板和瓷砖的黏结强度随石粉含量的减小总体上呈先增大后减小趋势,石粉含量为5%到20%时砂浆的黏结强度值较高.因此,机制砂颗粒级配在石粉含量为15%²0%时,粒组所配砂浆的总体性能优良.     

掺合镀铜织物纤维电磁屏蔽砂浆性能研究

为了研究纤维掺量、长度等因素对掺合镀铜织物纤维电磁屏蔽砂浆力学性能、导电性能、电磁屏蔽效能(shielding effectiveness, SE)的影响规律,设计了强度试验、电阻率试验和屏蔽效能试验研究了各因素对金属纤维砂浆性能的影响规律。研究结果表明:金属纤维能够增强砂浆的力学性能和导电性能,纤维砂浆抗折强度比普通砂浆增加14.2%~17.8%,抗压强度增加7.3%~23.1%,电阻率仅为普通砂浆的3.5%。掺加金属纤维后能够提高砂浆中高频电磁屏蔽效能,厚度为2 cm的金属纤维砂浆的体积分数为1%时SE值最高; SE值随着纤维长度的增加逐渐增大,长度为20 mm的金属纤维砂浆在0~700 MHz和2 000~3 000 MHz波频范围SE值较普通砂浆增加约10 dB;砂浆厚度对屏蔽效能影响明显,厚度为3 cm的纤维砂浆SE值几乎为厚度为2 cm的纤维砂浆的2倍,两种厚度砂浆的SE值均超过20 dB,最大值为50 dB。结论可为电磁屏蔽砂浆在民用建筑中的推广和应用提供借鉴。     

复合外掺料对高性能水泥胶砂性能的影响

以低水胶比高强度水泥胶砂为研究对象,初步探讨了高效减水剂、矿渣、粉煤灰、膨胀剂、高吸水树脂及聚合物纤维等组分构成的复合外掺料对水泥基材料的工作性、早期自收缩和力学性能的影响.通过试验结果的对比,发现同时掺入高效减水剂、矿渣、粉煤灰、膨胀剂和高吸水树脂的水泥胶砂流动性最好,流动度经时损失最慢,早期自收缩最小,同时早期力学性能较好.聚合物纤维的掺入有效地提高了水泥胶砂的韧性和体积稳定性.