纳米碳纤维复合材料的制备及其力学性能研究

采用浓酸(浓硫酸/浓硝酸)氧化法对纳米碳纤维进行表面处理,在水热和超声分散条件下,制备了纳米碳纤维/环氧树脂复合材料。红外光谱测试结果表明,酸化处理在纳米碳纤维表面引入了羟基和羧基等能参与环氧树脂固化反应的官能团。处理后纳米碳纤维的分散性有了明显的改善和提高。SEM和复合材料拉伸性能测试结果也显示了酸化处理能有效改善纤维与树脂的界面结合状况,提高复合材料的拉伸性能。当酸化处理纳米碳纤维的质量分数为0.1%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,是纯树脂的1.8倍,是同含量未处理纳米碳纤维材料的1.6倍。     

偶联剂对小麦秸秆/PP复合材料力学性能的影响

通过接触角测量仪测试KBM-403偶联剂处理前后秸秆表面的亲水性,并利用扫描电镜观测秸秆表面形貌,用X光电子能谱对秸秆改性前后元素种类和含量进行表征。采用热压成型法制备了小麦秸秆/聚丙烯（PP）复合材料,研究浓度为1%、4%、7%、10%的KBM-403偶联剂处理小麦秸秆后,对于秸秆/PP复合材料力学性能的影响,研究结果表明：偶联剂处理后,秸秆表面疏水性增强,观测到表面形成薄膜。随着偶联剂浓度的增加,秸秆/PP的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度呈先增大后减小的趋势。当偶联剂的浓度为1%时,拉伸强度和弯曲强度达到最大,分别为6.69 Mpa、12.74Mpa。当偶联剂浓度为4%时,其冲击强度达到最大为19.65KJ/m2。     

剑麻纤维/沥青复合材料界面性能

使用经碱处理后的剑麻纤维改性沥青制备剑麻纤维/沥青复合材料,通过扫描电子显微镜观察复合材料界面的结合情况。结果表明:剑麻纤维可以有效抑制细微裂缝的发展,提高混凝土的强度;添加一定量的剑麻纤维后,复合材料中剑麻纤维可很好地包覆在沥青中,使集料表面形成比普通沥青混凝土更厚的沥青膜,促使沥青与集料更紧密结合在一起,从而提高沥青混凝土的强度和韧性、抗裂性能,即提高沥青混凝土的路用性能。     

TiB2颗粒增强铜基复合材料的研究

用机械合金化方法和常规粉末冶金工艺制备了TiB2/Cu复合材料,研究了制备工艺、TiB2加入量等因素对Cu基复合材料的电学性能、力学性能和显微组织的影响。研究结果表明：使用机械合金化方法制备的3％TiB2/Cu复合材料的硬度、强度分别为HV＝1540N／mm^2,σb=245.4Mpa,软化湿度为387℃;而采用机械合金化方法制备的3％TiB2/Cu复合材料的电导率低于用常规粉末冶金法制备的电导率,前者为58％（IACS）,后者为96％（IACS）。可见,用机械合金化方法制备的3％TiB2/Cu复合材料的力学性能和软化温度与用常规粉末冶金法制备的相比大大提高。     

剪切增稠液体增强织物防刺性能的机理研究

制备出质量分数分别为20%和26%的剪切增稠液体(STF),研究了其流变性能、浸渍UHMWPE织物后所得的复合材料在不同条件下的防刺性能和STF增强织物防刺性能的机理.结果表明:2种液体均具有先剪切变稀后剪切增稠的流变性能曲线;由于STF具有钝化刀具和限制织物纱线或纤维移动的作用,能明显增强UHMWPE织物的防刺性能;STF/UHMWPE无纺布复合材料的防刺性能优于STF/UHMWPE机织布复合材料;随着STF固含量的增大,STF增强织物防刺性能的效果更加显著;STF/UHMWPE复合材料与纯UHMWPE复合铺层的防刺性能优于STF/UHMWPE复合材料单独铺层时的防刺性能,而且STF/UHMWPE复合材料放在最上层效果较好.     

木粉/聚氯乙烯复合材料的研制

目的利用质轻价廉、来源广泛的木粉与通用型聚氯乙烯（PVC）复合,制备出新型木塑复合材料.方法将不同粒径、碱处理和碱处理后偶联剂处理的木粉填充到聚氯乙烯中,经混合、塑炼、成型后测试其性能;加入导电性组分聚苯胺（PAn）,考察其对木塑复合材料性能的影响.结果较小粒径的木粉对复合材料拉伸性能、弯曲性能和冲击性能贡献较大.木粉预处理方法对复合材料性能影响较大,碱处理后的木粉,使复合材料拉伸性能下降,偶联剂处理的木粉使复合材料拉伸性能明显提高;加入导电性PAn,提高了复合材料的强度,并赋予复合材料一定的导电性,电阻率达1GΩcm.结论木粉粒径、木粉的处理方法、导电聚苯胺的加入都对木塑复合材料性能有显著影响,在材料强度要求不很高的场合,木粉与聚氯乙烯复合会大大降低复合材料的成本,加入导电聚苯胺,可做成抗静电木塑复合材料.达到节约能源,保护环境的作用.     

制备工艺对CNTs/EP复合材料性能的影响

采用溶液共混法制备碳纳米管(CNTs)/环氧树脂(EP)复合材料,主要研究丙酮用量、混合方式、超声时间、CNTs含量等制备工艺对复合材料的热性能和导电性能的影响.通过用SEM、DSC,TGA以及万用表对复合材料进行分析表征,结果表明,丙酮的加入量越多,超声时间越长,CNTs/EP的复合材料的导电性越好,CNTs在复合材料中分散性也好,而随着CNTs含量增加,复合材料的导电性按照逾渗理论的规律提高,且逾渗闶值出现在0.5 0A～1%范围内.利用超声处理伴随着搅拌这种混合方式所得复合材料的导电性最好,加入碳纳米管的复合材料玻璃转化温度Tg和热稳定性能较纯EP有显著提高.     

表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响

采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理 ,以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙 1 0 1 0复合材料 .研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能 ,其中摩擦系数较未处理碳纤维增强降低了 3 0 %～ 5 0 % ,而耐磨性提高了 2～ 3倍 .用扫描电镜对拉伸断口和磨损表面形貌分析发现 ,表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能 .最后对影响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析     

BN/聚砜导热绝缘复合材料的制备及性能

采用粉末混合法制备了BN/聚砜导热绝缘复合材料,用扫描电子显微镜（SEM）、导热系数测试仪和超高电阻微电流测试仪对复合材料的微观形貌、导热性能和电绝缘性能进行了表征。结果表明：硅烷偶联剂改性处理后的BN粉体与聚砜基体之间的相容性较好;BN/聚砜复合材料的导热系数随BN含量的增加而增大,最大可达2.08（W·m^-1·K^-1）;表面电阻率和体积电阻率随BN含量的增加而减小,最低值分别为0.82×10^15Ω和1.78×10^15（Ω·cm）,具有电绝缘性。     

纸粉—聚乙稀复合材料的制备与性能

以马来酸酐接枝聚丙烯为偶联剂,利用双螺杆挤出机一次反应制备了纸粉—聚乙烯复合材料,并用偏光显微镜、毛细管流变仪和其它手段研究了HDPE基-纸粉复合材料的表面形貌、流变性能及其尺寸稳定性和防潮能力。结果表明,添加20%的纸粉,并用相对于纸粉含量30%的偶联剂处理填料,可制得加工性能较好的复合材料,复合材料较原木具有较好的防胀效率和抗吸水效率。     

偶联剂改性对多孔生物材料的影响研究

改变偶联剂的用量对猪骨型羟基磷灰石（PBHA）进行改性,以真空冷冻干燥方法制备PBHA-壳聚糖（CS）-骨碎补（DR）多孔生物材料,测定抗压强度和孔隙率,采用扫描电镜分析材料的微观形貌,通过体外模拟研究其生物活性,研究偶联剂改性对材料的性能影响.结果表明：偶联剂KH-570用量为1.0wt%所制备的PBHA-CS-DR多孔生物材料,抗压强度为1.5MPa,孔隙率为79.2%,抗压强度和孔隙率相匹配.材料在模拟体液（SBF）浸泡后,表面均可形成类骨磷灰石,说明多孔材料具有较好的生物活性,改性并未影响材料的生物活性,材料在SBF浸泡过程中pH值稳定在6.78-7.50之间,说明所制备的材料在SBF中能稳定存在.     

Effect of CaO doping on mechanical properties and thermal shock resistance of 10NiO-NiFe2O4 composite ceramics

The CaO doped 10NiO-NiFe2O4 composite ceramics were prepared by the cold isostatic pressing-sintering process, and the effects of CaO content on the phase composition, mechanical property and thermal shock resistance of 10NiO-NiFe2O4 composite ceramics were studied. The results show that the samples mainly consist of NiO and NiFe2O4 when content of CaO is less than 4%（mass fraction）, bending strength increases obviously by CaO doping. Bending strength of the samples doped with 2% CaO is above 185 MPa, but that of the samples without CaO is only 60 MPa. Fracture toughness is improved obviously by CaO doping, the samples doped with 2% CaO have the maximum fracture toughness of 2.12 MPa·m^1/2, which is about two times of that of the undoped ceramics. CaO doping is bad to thermal shock resistance of 10NiO-NiFe2O4 composite ceramics.     

砂—塑复合材料混合团粒设备的分析

本文通过对十种具有混合和团粒功能的砂——塑复合材料团粒设备的初步设计和可行性试验,肯定了以搅拌为主的工作方式.文章建议螺带式团粒机和卧式搅拌团粒机可以作为砂——塑复合材料的预处理设备.     

Study on the Pyrolytic Carbon Generated by the Electric Heating CVD Method

A new method of fabricating C/C composite materials, namely electric heating CVD method, was used, which electrified the carbon fiber directly by using the conductivity of itself. Acetylene was used as the carbon source with nitrogen as dilution gas, and the pyrolytic carbon started to deposit on the carbon fiber surface when the deposition temperature was reached. The morphology of pyrolytic carbon was characterized by SEM, and the surface properties of carbon fibers before and after CVD were characterized by Raman spectroscopy. The experimental results show that the electric heating method is a novel method to fabricate C/C composite materials, which can form a dense C/C composite material in a short time. The order degree and the average crystallite size of the carbon fiber surface were decreased after the experiment.     

工艺因素对铜-铝-铜复合板界面结合的影响

为了减轻导电材料的结构质量,在铝板两侧放置铜带制备出一种铜-铝-铜复合结构,采用冷轧工艺进行轧制成形.系统研究了轧制压下率和轧前表面处理对轧制复合效果的影响,对铜-铝-铜复合板结合界面进行了观察,分析了退火对结合界面的影响.结果表明,随着压下率的增加,复合板的剥切力增加.改变铜带厚度时,复合板的剥切力随铜铝厚度比的减小而增大.当铝板厚度为12 mm、铜铝厚度比为0. 06时,轧制复合效果最佳.冷轧复合前处理影响因素中,刷拭处理对复合效果影响最大,铜铝软化退火处理次之,酸碱洗处理影响最小.复合板结合界面在轧制后发生了互扩散.在250℃下进行不同时长退火时,复合板中形成了明显的扩散层.当退火时间为50 h时,复合板中出现了两层扩散层,扩散层厚度随退火时间的增加而增加.     

Rapid Prototyping Bipolar Plate of PEMFC by Gelcasting

Bipolar plate is one key component of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). According to this paper, mesocarbon microbeads were used as raw materials for forming the green bodies of bipolar plates with complex flow channels by gelcasting technique. Then, the final bipolar plates would be gained after the green parts were died, burned out and sintered. Meanwhile, its properties are researched and evaluated by the test of flexible strength and electric resistivity. The resultant flexural strength of sintered sample is 67 Mpa and the electric resistivity is 52 μΩ·m.     

超细CaCO3改性天然橡胶的性能研究

利用Si-6偶联剂改性超细CaCO3,通过直接共混法制备超细CaCO3／NR复合材料,并研究材料的拉伸性能、硬度、热性能的变化规律。结果表明：超细CaCO3/NR复合材料的硬度明显提高,拉伸强度呈先升高后降低趋势,断裂伸长率降低,复合材料的热稳定性显著提高。     

聚合物水泥混凝土复合材料的研究

用通用型不饱和聚脂树脂与助剂,制得聚合物水泥混凝土复合材料^[1,2]。探讨了本范围各种配合材料聚合物水泥混凝土复合材料凝结时间、强度的影响,拌合工艺对其性能的影响,确定了该复合材料最佳配合比范围。     

磷石膏改性及其在高分子材料中的应用

磷石膏的综合利用不仅能解决磷石膏的堆放问题而且还能解决环境污染的问题. 磷石膏改性及其在高分子材料的应用是当前研究热点之一. 本文介绍了磷石膏预处理包括超声改性、有机改性及聚合物接枝改性等;探讨了磷石膏/高分子复合材料的制备方法,有熔融共混、溶液原位聚合、热压成型及本体聚合;讨论了磷石膏/高分子复合材料的结构、力学性能、结晶性能、导电性能及吸湿性能;最后对复合材料的应用前景及发展方向进行了展望. 磷石膏在高分子材料中应用研究将成为解决磷石膏问题的有效途径之一.     

碳化鸡蛋膜/碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备与性能

以天然鸡蛋膜（ESM）为基底,制备了一种具有良好电容性能的碳化鸡蛋膜/碳纳米管（CNTs）/二氧化锰（MnO₂）（cESM/CNTs/MnO₂）复合材料电极。首先将CNTs吸附到ESM上,通过碳化得到cESM/CNTs,再将其与高锰酸钾（KMnO₄）通过氧化还原反应,在cESM/CNTs上生成MnO₂纳米颗粒,最终得到cESM/CNTs/MnO₂复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜表征复合材料的微观形貌与结构,通过循环伏安法和计时电位法测试了cESM/CNTs与KMnO₄的质量比不同时制备得到的cESM/CNTs/MnO₂复合材料的电化学性能。实验结果表明:在当cESM/CNTs与KMnO₄的质量比为1∶4时,cESM/CNTs/MnO₂复合材料展现出优异的电容性能,并且在扫描1 000圈后,复合材料的容量保持率高达93.4%。