纳米碳管水泥基复合材料的电阻性能

以水泥为基体、多壁纳米碳管(MWNTs)为增强组分,采用表面活性剂超声分散方法,混合成型制备了MWNTs纤维增强水泥基材料(FRCs).探讨了各组FRCs试件体积电阻率(ρv)随MWNTs质量分数(w),含水率(X),荷载(σ)的变化规律.结果表明:FRCs的ρv随w增加而逐渐降低,当w达2%时,ρv只有1.83kΩ·cm左右;除w为2%的NFC5外,其他组FRCs的X对其ρv影响显著,尤其是水分扩散梯度较大时;除空白NFC0试件外,五组FRCs试件均有一定的压敏效应,但只有w为0.5%的NFC3试件的相对ρv变化(Δρv)随着σ持续增加呈现明显而均匀的变化,且能很好地表征试件内部微裂缝发展特征过程.     

基于界面效应的碳纤维水泥基复合材料压敏性实验研究

碳纤维水泥基复合材料具有应变-电阻效应。通过碳纤维水泥基复合材料单丝拉伸实验,探究碳纤维水泥基复合材料载荷作用下电阻变化的主要因素。结果表明,在纤维拔出过程中,试样电阻随界面力增大而增大,界面力达到最大值时电阻迅速增大。试样电阻变化规律与界面结构变化一致,弹性变形导致的电阻变化可逆。碳纤维拔出过程中试样电阻的变化主要是由碳纤维—水泥基体界面因素引起的。     

碳纤维水泥基复合材料在循环荷载作用下的压敏性

目的研究碳纤维水泥基复合材料（CFRC）的压敏性.方法在弹性阶段,对试件施加循环荷载,测定在荷载作用下试件的电压,将试验结果进行了比较,分析在相同荷载下试件电压重复程度以及试件电压与荷载的关系.通过换算,把电压与荷载的关系表示成电阻与压应力的关系.结果在加载开始阶段,相同荷载下试件电压重复程度比较差,在加载后期试件电压重复性较好;在荷载变化幅度相同的情况下,荷载较小时试件电压变化值大于荷载较大时试件电压变化值.循环荷载的变化范围对压敏性的灵敏度影响不大,灵敏度K基本在-1.04~-0.75kΩ/MPa之间.结论在循环荷载次数增加的情况下,试件电压变化表现出较好重复性.试件电压反映了试件内部的变形情况.CFRC表现出具有较好的压敏性,为工程应用提供了理论依据.     

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)的压敏特性

论述了碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)压敏特性的研究进展,阐析了CFRC具有压敏特性的机理,明确了组成材料、成型工艺和加载方式等对CFRC压敏特性的影响规律,分析了应力条件下CFRC的压敏特性及其在结构健康监测中的应用,展望了CFRC压敏特性的发展与应用方向,提出了CFRC压敏特性的研究重点.     

掺石墨高铝水泥基复合材料的物理性能研究

选用石墨作导电填料,高铝水泥作胶凝材料,两者复合制备高铝水泥基导电复合材料,对这类导电复合材料进行了基础的开发性研究。通过测试高铝水泥基复合材料的物理性能,得到高铝水泥基复合材料的体积电阻率、抗压强度和表观密度随石墨掺量的变化规律,并采用无限网链理论描述了高铝水泥基复合材料的导电机理。上述高铝水泥基复合材料的体积电阻率可在106—102Ω.cm之间变化,所得结果具有一定的实用价值。     

机敏水泥基复合材料导电相材料的研究

测定了炭黑-水泥体系、铁粉-水泥体系及碳纤维-水泥体系的导电性,对炭黑、铁粉和碳纤维作为水泥的导电相材料与水泥的适配性进行了研究.结果表明：碳纤维作为水泥基机敏材料的导电相较合适,它不仅可提高水泥基体的电导率,而且可提高复合材料的力学性能,并用SEM对碳纤维-水泥基复合材料的微观结构进行了分析.     

水泥基复合材料的增强与机理研究

采用模压成型法研究了聚乙烯醇、叔碳酸乙烯酯-丙烯酸共聚乳液(叔-丙乳液)及叔-丙乳液改性混合体系、硅溶胶、纳米SiO2分别增强普通硅酸盐水泥基体的效果。并对部分复合水泥与纯水泥试样作扫描电镜分析,比较了试样微观结构上的差异,讨论了相应的改性机理。实验结果表明:聚乙烯醇、叔-丙乳液改性混合体系、硅溶胶对水泥基体有明显的增强效果。     

无电极电阻率法研究水泥基复合材料的导电机理

采用无电极电阻率法监测了分别掺入碳纤维、钢纤维和碎石骨料的水泥基复合材料在72 h内的电阻率,并用Hymstruc3D建立了微观结构模型分析导电机理。结果表明:水泥浆体的电阻率受电解质液相饱和度、孔隙率及孔结构曲折度的影响。掺入的导电纤维能明显降低水泥基复合材料的电阻率;而掺入骨料时,其电阻率明显增加。水泥基复合材料的导电现象是由水泥浆体中液相离子导电和导电纤维中的电子导电的共同作用所致。水泥基复合材料的电阻率与其导电相的含量密切相关。无电极电阻率法为估算水泥基复合材料中导电相或非导电相的含量提供了新的思路。     

Nacre-inspired Zirconia/Carbon Nanocomposites with High Strength and Toughness

Inspired by structures of natural shells, zirconia-carbon nanocomposites were obtained by using natural chitin from shrimp shells as templates via the sol-gel route in this study. Chitin was dispersed in the water and chelated with the zirconia precursors by amidogen. After a heat treatment for carbonization,nacre-like structures of carbon-zirconia nanocomposites were successfully synthesized. Due to the toughening mechanism of tetragonal zirconia, the mechanical properties of carbon-zirconia co...     

多壁碳纳米管负载ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶法,以醋酸锌和硝酸处理过的多壁碳纳米管（MWCNTs）为主要原料,制备了MWCNTs-ZnO光催化复合材料。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了制得样品的形态结构;通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）,在紫外光照射下,分析比较了MWCNTs-ZnO复合材料、MWCNTs和ZnO的混合物以及纯ZnO对甲基橙光催化降解的性能。结果表明：在相同条件下MWCNTs-ZnO复合催化剂对甲基橙光降解有着最高的光催化活性。讨论了复合催化剂用量、重复使用等因素对甲基橙光催化降解效果的影响,并就复合催化剂的抗光腐蚀机制进行了初步的探讨。     

多壁碳纳米管/全同聚丁烯-1复合材料的制备及其性能

在转矩流变仪中通过熔融共混法制备了多壁碳纳米管/全同聚丁烯-1(MWCNTs/iPB-1)复合材料,讨论了MWCNTs用量对复合材料力学性能和热性能的影响。采用偏光显微镜(POM)观察了MWCNTs在iPB-1基体中的分散情况,并对复合材料进行了力学性能、维卡软化温度和熔体流动速率(MFR)测试。结果表明:当MWCNTs用量(质量分数)在0~2.0%时,用量小于1.0%时,MWCNTs可以较好地分散在iPB-1基体中,使iPB-1球晶的晶粒细化,其用量大于1.0%时,MWCNTs容易发生团聚现象;MWCNTs可以提高复合材料的力学性能和耐热性能,但熔体黏度略有增加,对加工性能影响不大。     

改性黏土对PET纳米复合材料结晶性能的影响

为了提高聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的结晶速率,利用改性高岭土及有机化蒙脱土,分别采用熔融共混方法和熔融聚合方法制备了PET/高岭土纳米复合材料（KPET）和PET/蒙脱土纳米复合材料（MPET）.采用差示扫描量热仪（DSC）研究了改性高岭土及有机化蒙脱土对PET结晶行为的影响;采用Avrami方程式对其等温结晶动力学进行了研究.结果表明：与PET相比,在低温区,KPET和MPET的冷结晶峰温明显向低温移动,过热程度明显降低,在高温区,KPET和MPET的过冷温度均明显向高温方向移动,过冷程度降低;结晶动力学研究中,在相同结晶温度下,MPET和KPET的半结晶时间t1/2均比PET明显缩短,KPET的t1/2明显比MPET相应的t1/2缩短;改性高岭土和有机化蒙脱土均为PET很好的成核剂,能提高PET的结晶速率;与有机化蒙脱土相比,改性高岭土对提高PET的结晶速率更加明显.     

石墨烯/橡胶纳米复合材料的研究进展

石墨烯是一种有着优异性能的二维纳米填料,将石墨烯与聚合物复合是发挥其性能的重要途径,石墨烯/橡胶纳米复合材料对橡胶的力学机械性能、电学性能、导热性能和气体阻隔性能等都有很大提升,得到了广泛关注。首先介绍了石墨烯的制备及功能化,然后对石墨烯/橡胶纳米复合材料的制备方法进行了详细的归纳,总结了石墨烯的加入对石墨烯/橡胶纳米复合材料性能的影响,对该类材料所面临的问题及发展趋势进行了分析和展望。     

Application of Nanocomposites in High-Energy Materials Structure

Experimental research results of laws of ignition and burning high-energy materials containing up to 20% of aluminum powder of various dispersivity are presented.The opportunity of application of metal nanopowder additives as catalysts of process of ignition is considered.     

四氯化碳污染对土壤酶活性的影响

采用模拟实验方法,研究了四氯化碳(CCl4)污染对土壤中蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶等主要酶活性的影响.蛋白酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性分别采用铜盐比色法、纳氏试剂分光光度计法和高锰酸钾滴定测试.结果显示,四氯化碳浓度越高,对蛋白酶和脲酶活性的抑制越强,呈现出先抑制后恢复的过程.w(CCl4)＜1.6×10-6时对土壤蛋白酶无明显的抑制作用,w(CCl4)＞3.2×10-6时对土壤蛋白酶和脲酶均有明显的抑制;抑制强度第1天为7.90%～38.86%,影响时期长约5 d;对脲酶的抑制第1天为51%～72%,影响期约1 d;四氯化碳对土壤过氧化氢酶的活性没有显著性抑制,反而有微小的激活作用,四氯化碳污染(w(CCl4)=1.6×10-6～16.0×10-6) 的土壤微生物表现出较强的抵抗过氧化的防御能力.显然土壤脲酶对四氯化碳反应最敏感.酶对四氯化碳污染的不同反应将影响污染区土壤的质量及性能.     

Evaluation and Characterization of Mechanical, Electrical, and Thermal Properties of Polymer Nanocomposites Reinforced with Different Allotropes of Carbon

The present work aims to present the results based on the processing of nanocomposites, which consist of matrix materials like epoxy and filler materials such as conjugated nanomaterials/allotropes of carbon, namely, carbon black, graphite, and multiwalled carbon nanotube (MWCNT) used for targeted applications. To improve the physical and chemical properties and to facilitate a better interfacial interface between the polymer and nanotube, functional MWCNT is used during the preparation of the composite. The prime objective of the study is to establish the thermal, mechanical, and electrical properties of nanocomposites using experimental methods. It has been observed from the experimental results that carbon nanotube (CNT) based composite exhibits higher mechanical (tensile and hardness) and thermal properties as compared with the others. The electrical properties are found to be better in a graphite-based composite. Although CNT has superior mechanical and thermal properties, the exorbitant price limits its use. Hence, the allotropes of carbon may be used judiciously considering both the cost and property requirements of the targeted application. The work also studies the dispersion state of nanofibers through scanning electron microscopy (SEM).     

金属/硅基纳米复合体系制备技术

金属/硅基纳米复合材料作为一种新型材料,获得了比相应单纯的纳米硅更为优越的材料性能.为更好地发挥这些材料的性能,需要解决材料表面的形貌(尺寸和形状)、效率及反应条件的可控制性.为此,针对金属/硅基复合纳米体系的制备技术及进展作了概述.     

碳纳米管中Stone-Wales缺陷的对称性效应

采用π电子紧束缚模型,结合实空间的格林函数方法计算了(10,10),(12,0),(10,7)缺陷碳纳米管的电导和态密度,分析了Stone-Wales缺陷的对称性效应.结果表明,Stone-Wale缺陷产生了2个具有确定宇称的准束缚态,电导中的波谷和局域态密度中的波峰都是由准束缚态产生的.