复合材料用碳纤维等离子体表面改性技术进展

近年来复合材料得到了广泛的应用,尤其在航空工业领域,已成为了世界强国竞相发展的核心技术。碳纤维树脂基复合材料作为复合材料中的优秀代表,由于其独特的性能优势,具有很大的发展潜力,但是界面结合强度是制约其应用的关键瓶颈。等离子体表面改性技术能提高碳纤维与树脂基的界面结合强度。总结了国内外学者工作,从等离子体处理装备发展和工艺参数影响两个角度对碳纤维等离子体表面改性技术的研究进展进行了阐述。在装备发展方面,重点介绍了在碳纤维表面处理研究中三类处理装置,包括射频等离子体处理装置、DBD等离子体处理装置和滑动弧射流等离子体处理装置,分析了各自的优缺点。在工艺参数方面,重点介绍了不同等离子体种类、等离子体处理时间、等离子体放电功率对碳纤维表面状态的影响规律。在此基础上,对碳纤维等离子体表面处理技术的未来发展方向进行了展望。     

Electric Double layer Capacitor Based on Activated Carbon Material

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表面改性对碳纤维及其复合材料性能影响的研究进展

综述了近几年国内外碳纤维表面处理的研究工作,重点报告了目前常用的液相氧化法、等离子聚合法、上浆法3种碳纤维表面处理技术的研究进展。通过总结和对比,分析了3种碳纤维表面处理的作用机理和工艺的优缺点,并综述了3种表面处理技术对碳纤维的表面形貌、强度、浸润性、界面性能以及复合材料的力学性能的影响。在此基础上,指出目前对碳纤维表面处理技术存在的问题,并给出相应的建议,为碳纤维表面处理技术的优化和研究应用提供参考和帮助。     

复合镀用纳米金刚石悬浮液制备和复合镀铬研究

通过对市售纳米金刚石进行适当的机械化学改性、分散及分级,制得了复合镀用纳米金刚石悬浮液,悬浮液粒度分布在150nm以内,浓度可调,长期保持稳定,不含污染镀液成分;研究了标准镀铬液和添加表面活性剂镀铬液中的复合镀情况,测试了镀层的显微硬度和表面形貌,结果表明,标准镀液中加入纳米金刚石镀层,显微硬度反而降低,添加表面活性剂,镀液中的复合镀层显微硬度有较大提高,晶粒明显细化.     

The Adsorption of 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid on a Mesoporous Material Based on Carbon Black

Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces - The kinetics of adsorption of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) from an aqueous medium on two microspherical nanoporous carbon...     

Fabrication and Study of a Composite Material Based on a Glass-Cloth with a Metal Oxide Coating

Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces - A multilayer material has been obtained on the basis of a prepreg modified by an aluminum layer, which is a precursor for fiberglass...     

基于复合材料的压力容器研究与发展

讨论复合材料压力容器的优越性,系统地论述复合材料压力容器的设计和典型结构,阐述复合材料压力容器的主要应用,指出了复合材料压力容器的发展方向.     

Research on Properties of Carbon Fiber/Epoxy Resin Composite Material by Microwave Curing

Microwave irradiation was used to reduce the curing time of carbon fiber/epoxy resin composite material.The properties of carbon fiber/epoxy resin composite material under microwave curing were investigated by thermogravimetry(TG),dynamic mechanical analysis(DMA),impact strength test and scanning electron microscope(SEM).The results show that composite materials patch have high thermal stability after microwave curing.The initial degradation temperature is 330.9℃,the maximum thermal decomposition rate is at 368.1℃.When the layer of composite materials patchis 4 layers,the dynamic mechanical properties are the best after microwave curing.The initial storage modulus is 43.2 GPa,increased 28.3 GPa and 27.1 GPa than 3 layers and 5 layers,the glass transition temperature(Tg)is 67.48℃,increased about 12 ℃than 3 layers and 5 layers.Microwave curing can significantly improve the infiltration capacity of epoxy resin,enhance interfacial bonding,and increase the impact strength of composite patch.Under microwave curing,the impact strength of 3,4,5-layers composite material patches increases 35.9%,6.4% and 15.1%,respectively than heating curing.The SEM analysis of impact fracture surface shows that microwave curing can improve the interface of carbon fiber and epoxy resin.     

纳米氧化钌的制备及其碳纳米管复合电极的超电容特性

利用氯化钌和碳酸氢钠为反应前驱体,采用溶胶凝胶方法制备了粒径小于70nm的超细氧化钌电极材料。将材料在210℃下加热烧结处理后,材料具有良好的表面特性和最大电化学比容量541F·g-1。当烧结温度在250℃以上时,氧化钌材料明显晶化,同时材料比容量迅速降低。伏安特性测试表明以碳纳米管作为基体制备复合电极可以显著改善氧化钌的容量特性,其中碳纳米管质量分数为20%的复合电极其比容量可以达到860F·g-1。恒流充放电测试证明氧化钌/碳纳米管复合电极组成的超电容器具有良好的大电流放电特性。还综合采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热失重分析等手段探讨了烧结温度对氧化钌材料的表面特性、材料结构以及电化学特性的影响。     

碳纤维复合吸波材料的频散特性影响规律研究

目的归纳总结碳纤维长度和含量对碳纤维复合吸波材料(CFCAM)频散特性的影响规律。方法以水性聚氨酯(PR)为基体树脂,碳纤维(CF)为填料,制备了不同长度和含量的CFCAM,采用扫描电镜和X射线衍射仪对CF改性前后的微观形貌和物质结构进行表征,用矢量网络分析仪测试CFCAM介电常数(ε),归纳总结出CF长度、含量对CFCAM的频散特性的影响规律。结果随着CF长度的增大,CFCAM的ε先增大后减小,当CF长度为3 mm时,CFCAM不仅具有较好的频散特性,实部(ε′)和虚部(ε′′)都较大;随着CF含量增大,CFCAM的?增大,当CF质量分数为0.9%时,ε′达到18左右,ε′′达到9左右,预示着该含量下CFCAM有较大的储存能量的能力,并且对电磁波有较强的电损耗能力。结论 3 mm碳纤维在质量分数为0.9%时具有较好的频散特性,适宜用来制备吸波性能强、频带宽的雷达吸波涂层材料。     

Functional Composite Adsorbents Based on Metal-Organic Frameworks in a Carbon Matrix Applied for Methane Storage

Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces - In the present work, a method for producing new shaped composite materials by introducing a metal-organic framework structure Cu-BTC110...     

基于内聚力模型的单胞颗粒复合材料损伤行为研究

基于材料的细观结构等效颗粒相、基体相以及界面相,采用非线性有限元软件建立了复合材料的三相单胞模型,模拟了界面从出现初始损伤到裂纹完全扩展、界面脱粘的全过程。借助数值模拟,探讨了界面初始线性模量、界面结合强度和界面能量释放率对材料损伤演化规律的影响。结果表明,当载荷较小时,界面完好结合,可以起到在颗粒与基体间很好地传递应力的作用;当载荷达到界面的最大应力时,界面无法继续承载,开始出现初始损伤;当载荷继续增大时,界面承载能力下降,界面进入损伤扩展阶段直至界面应力为零,界面完全脱粘失效。在静水拉力的作用下,当界面能量释放率较大时,界面发生完全脱粘所需的分离位移也随之增加,脱粘的时间较晚。     

聚苯胺／BaTiO3复合PTC材料的研究

利用原位复合法制备了聚苯胺／BaTiO3复合PTC材料。通过控制工艺条件，复合PTC材料的室温电阻率比未复合聚苯胺的BaTiO3陶瓷降低了20倍以上。采用SEM、FTIR等方法对复合PTC材料的结构进行了表征和分析，结果表明：聚苯胺高分子链的存在使BaTiO3颗粒在复合物中分散的均匀性和稳定性得到了提高；BaTiO3颗粒与聚苯胺的界面间存在O-N的氢键作用，使聚苯胺／BaTiO3复合PTC材料中聚苯胺的稳定性提高。     

复合材料工程应用分析

介绍了复合材料的发展及应用概况,针对碳纤维复合材料在航空航天领域的应用进行了分析,概述了复合材料产品的成形工艺技术,提出了目前复合材料制作工艺技术存在的问题及发展方向.为开展复合材料的工程应用研究提供参考.     

热解碳结构对LiFePO_4/C复合电极性能的影响

分别以5种含碳有机物为碳源,通过固相热裂解法制备了5种LiFePO_4/C复合正极粉体材料,利用XRD和拉曼光谱表征了复合粉体中碳的结构.复合材料含有单一的磷酸铁锂相,裂解碳以无定型形式存在.不同裂解碳D、G拉曼峰的强度有所不同,其比值R反映了石墨化程度的强弱.对于石墨化程度高的LiFePO_4/C复合正极材料,其电子电导性能高,反映在电池容量性质上就是电池容量高.比较不同有机前驱体对复合正极材料的作用效果,聚乙烯醇是较佳的选择.     

碳毡体密度对碳/碳复合材料抗氧化性能的影响

采用自加热化学液相沉积法制备碳/碳复合材料。考察了不同材料在不同温度、时间下的氧化失重率,研究了碳毡体密度与碳/碳复合材料氧化行为的关系。探讨了氧化温度和氧化时间对材料氧化侵蚀的影响机理。结果表明,毡体密度大的碳/碳复合材料具有更好的抗氧化性。扫描电镜观察材料氧化前后的显微形貌发现,基体碳更易被氧化。     

等离子喷涂纳米FeS-SiC复合涂层的显微结构研究

以自制的纳米FeS-SiC复合粉末为原料，采用等离子喷涂技术制备了纳米结构FeS-SiC复合涂层。纳米粉末及涂层的形貌、成分、结构和物相组成分别由SEM，EDS，XRD表征。实验结果表明，纳米FeS-SiC复合粉末经造粒后的颗粒尺寸分布在20-80μm，流动性好，适于等离子喷涂。等离子喷涂纳米FeS-SiC复合涂层的晶粒呈现两种尺寸分布，一种是30．80nm的小晶粒，另一种是100-200nm的大晶粒。涂层的物相主要由FeS和SiC组成，还含有少量的Fe1-xS和氧化物。涂层的气孔率大约为19％。     

复合材料界面研究进展

本文综述了金属基复合材料界面研究现状。结合本课题组近年研究的结果。详细阐述了金属基复合材料界面的表征与检测方法，并指出了今后复合材料界面的研究方向。     

碳纤维增强镍基复合材料的高温模拟

采用粉末冶金法制备了短碳纤维增强镍基复合材料和Ni80Cr20合金，并根据Larson-Miller参数方程对两种材料的高温力学性能进行了模拟对比研究。高温模拟试验结果表明，试验材料的维氏硬度值和热处理参数P基本上是线性关系，说明Larson-Miller参数方程对镍基复合材料的寿命设计具有一定的适用性。高温模拟研究还表明，碳纤维含量（体积分数）为5％的镍基复合材料的高温力学性能优于Ni80Cr20合金的。