水热-热压耦合法制备陶瓷/碳复合材料及其性能研究

以埃洛石为模板、壳聚糖为碳源，通过水热制备埃洛石/碳；调控两者的质量比，热压得到陶瓷/碳复合材料。采用阿基米德排水法、三点弯曲测试和扫描电镜等研究埃洛石表面碳质量分数对复合材料的致密度、力学和导电性能的影响。结果表明，碳在热压中进一步碳化，埃洛石转变为莫来石，复合材料中碳均匀分布；随着埃洛石表面碳质量分数的增加，复合材料内部微裂纹增多，弯曲强度逐渐降低，但少量碳的添加增加了陶瓷的断裂韧性；当m(埃洛石)∶m(壳聚糖)为8时，复合材料的断裂韧性最高，比不添加碳的陶瓷提高了12.93%;当m(埃洛石)∶m(壳聚糖)为2时，复合材料的电导率最高，达到23.15 S/m。     

铝柱撑蒙脱石基陶瓷/碳复合材料的制备及其性能

以铝柱撑蒙脱石为模板、壳聚糖为碳源，采用水热法制备铝柱撑蒙脱石/碳纳米复合材料，然后热压得到铝柱撑蒙脱石基陶瓷/碳复合材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机和矢量网络分析仪等研究了碳含量对复合材料的致密度、力学、导电性能和吸波性能的影响。结果表明：铝柱撑蒙脱石/碳经热压烧结转变为莫来石/碳陶瓷材料，碳在热压中进一步石墨化，碳的引入提高了复合材料的导电性和韧性，同时在材料内部形成了大量界面极化，增强了复合材料的介电损耗，使陶瓷材料由透波体转化为电磁波吸收材料。随着铝柱撑蒙脱石中碳质量分数的进一步增加，复合材料内部微裂纹增多，弯曲强度逐渐降低。在1 300℃、20 MPa、保温120 min的条件下进行热压烧结，蒙脱石与壳聚糖质量比为32:1时，复合材料的断裂韧性最高，比不添加碳的陶瓷提高了11.41%；当蒙脱石与壳聚糖质量比为4:1时，复合材料的电导率最高，达到17.53 S·m^–1。吸波性能测试模拟计算结果表明：所得材料在涂层厚度为1.4 mm时，最小反射损耗RL值达到–44.93 dB；当涂层厚度为1.6 mm时，最小R_L值...     

改性木陶瓷去除水中氨氮性能的实验研究

旨在对改性木陶瓷去除水中氨氮性能进行研究。改性木陶瓷是以松木为木材原料,蒙脱石和氯化镁为改性剂,在氮气保护下煅烧而成的碳-碳复合材料。采用正交实验设计,分析了各个实验参数对改性木陶瓷氨氮的吸附量影响,并确定了影响氨氮吸附量的显著因素。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、比表面积等测试手段对改性木陶瓷的结构和性能进行了表征。结果表明,填充重量、酚醛树脂与无水乙醇的质量比、蒙脱石与无水乙醇质量比、升温速率、碳化温度、碳化时间对样品的氨氮去除量影响较大,为显著变量。改性木陶瓷对氨氮的吸附符合准二级动力学模型。Freundlich等温线能较好地拟合改性木陶瓷吸附行为,制备的改性木陶瓷的开口孔隙率为77.4%,孔径以介孔为主,比表面积为12.56 m²/g。实验表明改性木陶瓷能够有效去除水中的氨氮。     

环氧树脂/碳纳米管复合材料的性能研究

采用溶液混合法制备了环氧树脂/碳纳米管复合材料,探讨了碳纳米管的含量对复合材料拉伸和导电性能的影响。结果表明:随着碳纳米管含量的增加,复合材料的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率均先提高后降低;当其质量分数为0.6%时,复合材料拉伸性能达到最优值且比纯环氧树脂分别提高了82.5%,40.2%和43.8%。复合材料的电导率呈现典型的渗阈行为,当碳纳米管的质量分数为1.8%时,复合材料电导率为1.31×10-5S/m,达到了半导体级别。     

油酸功能化石墨烯的制备及其在聚乙烯中的应用

以氧化石墨烯为原料,将油酸分子连接在石墨烯的表面,得到油酸功能化石墨烯,并通过溶液法将其与聚乙烯基体共混获得聚乙烯/功能化石墨烯复合材料,研究了复合材料的导电性能。结果表明,在低石墨烯含量下可大幅提高聚乙烯的导电性能。当油酸功能化石墨烯质量分数为8%时,复合材料的电导率达1 S/m;当油酸功能化石墨烯质量分数为10%时,复合材料的电导率达3 S/m。聚乙烯/功能化石墨烯复合材料在电缆屏蔽、电磁屏蔽和抗静电领域具有应用价值。     

具有隔离结构的聚苯硫醚/石墨烯纳米片 复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究

导电填料石墨烯纳米片（GNPs）通过高速混合包覆于聚苯硫醚（PPS）树脂基体颗粒表面,再通过热压成型制备出具有完善隔离结构的PPS/GNPs复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电导率测试、电磁屏蔽性能测试对复合材料导电网络形貌、电性能和电磁屏蔽性能进行表征。结果表明,复合材料具有完善的隔离结构导电网络;隔离结构复合材料具备优异的电导率和电磁屏蔽效能（EMI SE）,当GNPs含量为3.0 %（质量分数,下同）时,复合材料的电导率和EMI SE分别为25.6 S/m和41.0 dB。     

改性石墨烯/丁腈橡胶纳米复合材料的制备及性能研究

通过简单的回流氧化石墨烯(GO)和二乙基甲苯二胺(E-100)成功实现氧化石墨烯的原位功能化还原,制备了导电及表面修饰的氧化石墨烯(GO-E100),其电导率由GO的1. 0×10-7S/m提高到1 S/m。此外,制备的GO-E100有效地增强了以丁腈橡胶(NBR)为基体的柔性复合材料的力学性能和导电性能。当GO-E100在复合材料中的质量分数为4. 2%时,复合材料电导率达到3. 2×10-12S/m,比纯NBR增加了3个数量级,同时拉伸强度提高了18. 6%;当GO-E100在复合材料中的质量分数为6. 8%时,其拉伸强度提高了12%,耐油性稍有改善,复合材料电导率达到5. 6×10-8S/m,比纯的NBR增加了7个数量级,基本满足抗静电要求。     

富氧官能团纳米碳/伊利石复合材料的制备及吸附性能研究

以伊利石为载体、葡萄糖为碳源,采用水热碳化、低温热处理法制备出富氧官能团纳米碳/伊利石复合材料,结合红外吸收光谱(FTIR)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和N2吸附-脱附曲线、Boehm滴定等表征手段,探究富氧官能团纳米碳/伊利石复合材料的表面性质,并对影响复合材料吸附性能的因素进行了研究.结果表明:葡萄糖水热产物以无定形纳米碳形式均匀负载在伊利石表面,使复合材料表面含氧官能团数量得到增加;在水热碳矿比3:1,煅烧温度300 ℃,溶液初始pH=8的条件下,复合材料对溶液中亚甲基蓝吸附效果最好,亚甲基蓝的去除率为99.368％.     

高性能酚醛树脂/石墨双极板导电复合材料的制备

以酚醛树脂与石墨粉料为原料,通过热模压成形得到一种质子交换膜燃料电池双极板材料.研究了酚醛树脂含量、石墨粒径和固化温度对复合材料导电性能与弯曲强度的影响.结果表明随酚醛树脂含量的增加,导电性能降低,强度升高;随石墨粒径的增大,复合材料的导电性能和弯曲强度呈现先增大后减小的趋势;随固化温度的增加,导电性能出现明显波动,而弯曲强度呈先增大后减小的趋势;酚醛树脂质量分数为15%,石墨颗粒粒径为105 μm,固化温度为240℃时,导电复合材料的电导率和弯曲强度可达142 S/cm,61.6 MPa.     

CNTs表面包覆PPy对PVC复合材料电导率的影响

为促进碳纳米管(CNTs)更为有效地应用于聚合物抗静电复合材料,采用原位聚合在CNTs表面生成聚吡咯(PPy)包覆层得到CNT-PPy,其组成通过傅立叶变换红外光谱分析和热重分析确认。CNT-PPy作为导电剂添加到聚氯乙烯(PVC)中制备PVC/CNT-PPy复合材料,对比分析PVC/CNT-PPy复合材料电导率的变化规律可得:PPy修饰CNTs可降低PVC/CNT-PPy复合材料中CNTs的逾渗阈值;当PPy包覆层在CNT-PPy中质量分数约为51.1%,CNT-PPy在复合材料中的质量分数为3%时,制得PVC复合材料的电导率可达到10–7 S/cm量级。由此可知,CNTs表面可控的PPy修饰量对PVC/CNTs复合材料抗静电性能起到显著的提升作用,为CNTs作为高性能导电剂应用提供更多的空间。     

PE-HD／PANi／EG复合材料的制备

用过硫酸铵氧化原位聚合法成功制备了聚苯胺/膨胀石墨(PANi/EG)导电复合填料,用溶液法对高密度聚乙烯(PE-HD)填充复合,制备出PE-HD/PANi/EG复合材料,实现了PE-HD由绝缘体向半导体的转化。通过X射线衍射、扫描电镜、电导率测量对材料进行了表征,结果表明:PANi/EG复合填料XRD表征初级粒子尺寸小于28nm,SEM表征聚集体粒子尺寸约500nm左右,电导率高于0.5S/cm;复合导电填料质量分数为5%时,电导率达到10-10S/cm,接近抗静电材料的要求。     

原位化学合成法制备超高分子量聚乙烯/碳酸钙复合材料

采用原位化学合成法在改性的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉末表面生成碳酸钙(CaCO3)颗粒,经模压或柱塞挤出制备UHMWPE/CaCO3复合材料.静态接触角、扫描电子显微镜和傅立叶红外光谱分析表明,UHM-WPE经丙烯酸改性后,表面接枝上大量的O-H、C=O、C-O等极性官能团,Ca2+、CO2-3 吸附在UHMWPE粉末表面生长出纳米CaCO3颗粒.热重分析表明,提高搅拌速率、先滴加含Ca2+溶液、提高溶液中的Ca2+和CO2-3与UHM-WPE的质量比和适量的偶联剂均有利于提高复合材料中CaCO3的负载率.力学性能和热性能测试表明,原位化学合成法比机械共混法制备的UHMWPE/CaCO3复合材料具有更高的拉伸性能、弯曲性能及热变形温度,当CaCO3的质量分数为9.5%时,原位化学合成法制备的UHMWPE/CaCO3复合材料的拉伸性能和弯曲性能达到最大,热变形温度为106℃.     

热压成型工艺对PE-LLD/CFBFA复合材料性能影响全文替换

将循环流化床粉煤灰（CFBFA）和线型低密度聚乙烯（PE-LLD）通过热压成型法制备成PE-LLD/CFBFA复合材料板材,在CFBFA质量分数为60%时,探讨了成型压力、热压温度、热压时间对PE-LLD/CFBFA复合材料力学性能的影响,并在优化的实验条件下探讨了CFBFA添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明,复合材料的弯曲性能随成型压力、热压温度和热压时间的增加基本呈现先上升后下降的变化规律,冲击性能则大致呈现相反的变化趋势,过高的CFBFA添加量会导致复合材料力学性能严重下降。在成型压力6 MPa、热压温度180℃和热压时间45 min条件下,CFBFA质量分数为60%时制得的复合材料邵氏硬度为66.2,弯曲强度为17.69 MPa,弯曲弹性模量为2092 MPa,冲击强度为2.91 J/m²,该实验条件属优化参数,可用于指导工业生产。     

原位反应法制备Cr2AlC-Fe基复合材料（英文）

采用原位反应法制备了Cr2AlC-Fe基复合材料,通过热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和三点弯曲实验研究了原位反应的烧结工艺对产物物相、显微结构和性能的影响。结果表明:通过高温原位反应,原料中碳化铝铬发生了分解,所生成的碳铬化合物在Fe晶界形成了网络状陶瓷增强结构,所制备的复合材料在室温下具有较好的强度和韧性。但随着碳化铝铬含量的增加,复合材料的强度与断裂韧性之间呈负相关关系。当原料中碳化铝铬的含量为50%,烧结温度为1300℃,在30MPa压力下保温30min时,复合材料的抗弯强度达1417.05MPa,但断裂韧性只有18MPa m1/2。     

微胶囊APP复配碳材料对EP阻燃和导电性能影响

以环氧树脂为壁材,聚磷酸铵(APP)为核,通过原位聚合的方式制备出微胶囊包覆聚磷酸铵(EAPP)。同时复配纳米碳材料(碳纳米管和石墨片),制备环氧树脂复合材料,研究了复合材料的阻燃和导电等性能。结果表明:经微胶囊包覆后的APP在环氧树脂基体中的分散性得到改善,复合材料的阻燃性能也得到提高。当100g环氧树脂添加10g EAPP及3g碳纳米材料时,复合材料的氧指数提高至28.6%,电导率提高至6.61×10-3S/cm,达到导电级别。     

室温硫化硅橡胶／石墨烯复合材料的制备与性能

采用溶液共混法制备了以石墨烯和氧化石墨为填料的室温硫化硅橡胶复合材料,并对其导电性能和力学性能进行了研究。结果表明,当石墨烯质量分数为3％时,复合材料的拉伸强度提高200％左右;体积电导率提高了9个数量级,复合材料中石墨烯的逾渗阈值为1％。利用原位热还原法处理氧化石墨／硅橡胶复合材料,当处理时间为30min时,其体积电导率提高了3个数量级。     

碳化硅含量对炭/陶复合导电材料组织和性能的影响

以长石、透辉石、石英等为陶瓷基料掺杂石墨、碳化硅,经湿混、干燥、干压成型、快速烧结等工艺制备了复合导电材料。测定了试样的气孔率、吸水率、烧成收缩率、烧失率以及抗弯强度,并分别用XRD和SEM分析晶相组成和断面显微结构,研究了碳化硅含量对复合材料电阻率的影响。实验结果表明:碳化硅的含量由1%增大到3%时,炭/陶复合导电材料的显微结构无显著变化,气孔率增大,烧成线收缩率降低,弯曲强度下降,电阻率变大;碳化硅含量由3%增大到9%时,炭/陶复合导电材料的陶瓷颗粒界面上形成一层白色碳化硅颗粒层,气孔率减小,弯曲强度增大,电阻率急剧降低;与碳化硅含量为1%的炭/陶复合导电材料相比,碳化硅含量增大到9%时,炭/陶复合导电材料孔隙率减小,弯曲强度增大,电阻率降低。     

花生壳/PP复合材料的制备及其性能研究

为了实现对花生壳这一农产品的回收利用,采用花生壳粉末与PP制备应用于家居填充物的复合材料,对其最优工艺条件进行了研究,测试了所制备材料的拉伸、弯曲以及冲击特性.结果表明,随着花生壳粉末质量分数的增加,所制复合材料的拉伸、弯曲强度在花生壳粉末质量分数为40%时取得最大值,而冲击强度随着花生壳粉末质量分数的增加反而变小.所制备复合材料满足家居填充物要求的最优工艺为:当花生壳粉末质量分数为40%,热压温度175℃,热压压力12MPa,热压时间5min时.其弯曲性能、拉伸性能和冲击性能均较好.     

球磨法制备高导电聚酰亚胺/石墨烯复合材料

分别采用球磨和超声混合两种分散方法,制备聚酰亚胺(PI)/石墨烯(GNPs)复合材料。利用原子力显微镜、拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对其微观结构和形貌进行表征,研究了复合材料的电导率。结果表明,与超声混合法相比,球磨法制备的复合材料,GNPs均匀地包覆在PI颗粒表面,热压成型后形成更为完整的导电网络结构。GNPs质量分数为0.5%时就达到逾渗阈值;当GNPs质量分数为3%时,电导率到达最优值为1.94×10–2S/m。     

焦炭颗粒增强铜-石墨复合材料的制备与性能研究

以改性酚醛树脂为粘结剂,以焦炭粉为颗粒增强相,采用传统模压成型工艺制备了一系列铜-石墨复合材料,并研究了焦炭粉的添加对复合材料的力学性能、导电性能及磨损性能的影响.结果表明:当焦炭粉质量分数为35%时,复合材料具有较好的综合性能.随着焦炭粉的加入,复合材料的弯曲强度有了显著提高,在焦炭粉质量分数为35%时弯曲强度达到最大值68.8MPa,比未添加焦炭粉时提高了近36%;同时,当焦炭粉质量分数为35%时,复合材料的电阻率已经达到了现用浸金属滑板的导电水平;焦炭粉质量分数35%的复合材料具有最低的磨损率,且在磨损过程中能在磨损表面形成较为完整的自润滑膜.