硼酸锌含量对聚乳酸发泡行为及力学性能的影响

通过熔融共混法制备聚乳酸(PLA)与硼酸锌(ZnBO₃)复合材料,利用超临界二氧化碳釜压发泡和成型机分别制备了PLA/ZnBO₃膨胀珠粒与泡沫板材。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机,研究了ZnBO₃含量对PLA发泡行为以及力学性能的影响。结果表明,PLA基体中ZnBO₃的加入,可以提高PLA的发泡能力与结晶度,改善PLA的泡孔形态。实验表明,当ZnBO₃质量分数为0.5%时,泡孔形貌最佳,泡孔尺寸为77μm,堆积密度为0.08 g/cm³,发泡倍率为16倍,泡孔密度为5.4×10⁷个/cm³,PLA泡沫板材的压缩模量可达1.5 GPa。当ZnBO₃质量分数增加为0.7%时,堆积密度降低至0.06 g/cm³,发泡倍率高达21倍,泡孔密度提高至8.92×10⁷个/cm³,泡沫板材压缩模量下降为1...     

甲醛交联聚乙烯醇/麦草碱木质素发泡材料的降解性能

研究了化学降解、热降解、生物降解及紫外光降解等对甲醛交联聚乙烯醇（PVA）/麦草碱木质素发泡材料（PLFM）的力学性能和表观密度等物理性能的影响,采用红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和热重分析（TG/DTG）等方法探讨了降解前后PLFM结构的变化。结果表明：当PLFM中碱木质素质量分数为20%时,经化学、热（150℃）、生物及紫外光降解后,拉伸强度由22.64MPa分别降为5.65、9.05、7.43和7.64 MPa,降解率分别为75.09%、60.02%、67.18%、66.25%。SEM图表明,化学降解和生物降解对PLFM闭孔结构破坏严重,紫外光降解和热降解对PLFM闭孔破坏轻微。化学降解和生物降解后,表观密度从0.183 7g/cm³分别增加到0.216 4g/cm³和0.210 4g/cm³;紫外光降解和热降解后,表观密度分别从0.183 7 g/cm³降为0.177 4和0.176 6 g/cm³。此外,FT-IR和TG/DTG分析表明：经化学、热、生物及紫外光降解后PLFM分子结构均有不同程度破坏,化学降解对PLFM结构的破坏最为严重。     

球形磷酸铁锂材料的制备及其18650电池的测试

采用高能球磨和喷雾干燥法制备了球形磷酸铁锂材料LFP-1,并制作18650实装电池,测试电极片的压实密度,同时选择一种商业化磷酸铁锂材料LFP-2作为对比。测试结果显示,2种LFP材料均由平均粒径为300~500 nm的一次颗粒组成,比表面积为13~15 m²/g,碳质量分数为1.5%左右。通过CR2032纽扣型电池充放电测试表明,在0.2C时,LFP-1的比放电容量约为165 mA·h/g,与商业化磷酸铁锂材料LFP-2相近。制备18650电池的结果表明,商业化磷酸铁锂LFP-2材料制备的电极片的最高压实密度可以达到2.52 g/cm³,显著高于实验室制得的磷酸铁锂材料LFP-1的最高压实密度2.25 g/cm³,这可能与材料的颗粒粒度分布不同有关。     

3,5-二氨基苦味酸及其金属配合物的合成、晶体结构与性能分析

为了解决2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的高感度和高酸性等问题，以TNP为原料，经氨基化和配位反应合成了一种TATB类似物3, 5-二氨基苦味酸(DAP)及其钠盐(SDAP);采用X-射线单晶衍射、红外光谱等对其进行结构表征；通过同步热分析仪(TG-DSC)对其热稳定性进行研究；测试了其机械感度，并运用Gaussian 09程序和Kamlet-Jacobs方程计算其爆轰参数。结果表明，DAP晶体属于正交晶系，P2₁空间群，晶体密度为1.88g/cm³,初始化学分解温度为265℃;理论爆速为8527m/s,理论爆压为33.1GPa; SDAP晶体属于三斜晶系，P_-1空间群，晶体密度为1.94g/cm³,初始化学分解温度达到314℃;理论爆速为8332m/s,理论爆压为32.1GPa,与1, 3, 5-三氨基-2, 4, 6-三硝基苯(TATB)相当。基于两者具有典型的层状分子排列方式，实测机械感度均明显低于TNP。DAP和SDAP都展现出良好的热稳定性和安全性。     

交联PLA/PBAT泡沫材料的结构与性能

为了得到成本较低且性能优异的聚乳酸(PLA)泡沫材料，采用硬脂酸锌(ZnSt)对偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂进行改性，改性后AC发泡剂的起始发泡温度从223℃降到187℃，适应PLA的加工。同时采用三丙烯基异氰尿酸酯(TAIC)和过氧化二异丙苯(DCP)对PLA交联，得到交联PLA (C-PLA)。通过发泡密度测试，扫描电子显微镜(SEM)观察，动态流变测试、拉伸性能测试对比研究了C-PLA,C-PLA/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的发泡性能。研究结果表明，C-PLA/PBAT材料的发泡密度随着改性AC发泡剂的增加而减小，随着C-PLA交联度的提高而减小，但未添加PBAT的C-PLA发泡密度变化不大。当改性AC发泡剂质量分数为3%时，添加PBAT (PLA/PBAT=80/20)后，PLA的发泡密度从0.838 g/cm³下降到了0.746 g/cm³，下降了约11%，低交联PLA与高交联PLA的发泡密度分别从0.954 g/cm³,0.884 g/cm³降到了0.828 g/cm^...     

赤泥对聚乳酸热性能、力学性能和发泡行为的影响研究

通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸/赤泥（PLA/RM）复合材料,并利用超临界CO₂固相发泡法对复合材料进行发泡,采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明,RM对PLA具有促进结晶的效果,结晶度由5.34 %提高至13.89 %;RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用;当加入5 %（质量分数,下同）的RM时,发泡材料的泡孔密度降低至1.82×10⁷ 个/cm³,发泡倍率达到2.25倍,当RM为3 %时添加MDI时,泡孔密度由3.28×10⁷个/cm³提高到12.46×10⁷个/cm³,发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍;RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。     

超低密度凝胶堵剂的制备与评价

针对哈拉哈塘油田大水体发育的储层条件,以聚丙烯酰胺为主剂制备了一种超低密度(0.88～0.95 g/cm³)凝胶堵剂。探究了聚合物、密度调节剂M4对体系密度和增强剂Z3、密度调节剂M4对成胶强度的影响。结果表明：当体系加入密度调节剂时,体系密度可从1.2 g/cm³降为0.88 g/cm³,同时密度调节剂M4对体系强度有明显增强作用,无密度调节剂M4时屈服应力只有42 Pa,密度调节剂M4质量分数为4%时,屈服应力为284 Pa。     

3,6,7-三硝胺[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑的双3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑盐的制备与性能研究

基于3,6,7-三硝胺[1,2,4]三唑[4,3-b][1,2,4]三唑高能分子与3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑,制备了双3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑含能离子盐,收率76%。采用红外、质谱、核磁、元素分析等表征了产物结构,检测并计算了该含能盐的物化性能,其分解温度171℃,密度1.77 g/cm³,撞击感度6 J,摩擦感度120 N,计算爆速与爆压分别为8785 m/s和31.5 Gpa。     

草酸钾-尿素协同活化法制备超大比表面积面粉基多级孔炭及其电化学储能应用

基于草酸钾-尿素对小麦面粉的溶胶化润胀和渗透作用,制备了超大比表面积的氮/氧共掺杂型多级孔炭材料。实验结果表明,选择小麦面粉与草酸钾的质量比为1∶1.5时,通过添加适量尿素作为造孔助剂和掺杂改性剂,可以有效优化多孔炭材料的孔隙结构和表面理化性质,所制备的多级孔炭样品的最大比表面积达3192m²/g,微孔和中孔孔容分别为1.48cm³/g和0.55cm³/g。电化学分析结果显示,在三电极体系中,当电流密度为0.5A/g时,多孔炭电极样品KNPC-7.5-7.5的比电容可达284F/g,并具有理想的倍率性能。基于KNPC-7.5-7.5电极材料所组装的扣式对称型超级电容器,在5A/g下循环充放电5000次后仍保有95.6%的起始电容值,且在223.6W/kg功率密度下呈现出23.7Wh/kg的高能量密度。     

铝基核壳材料AP/Al的制备及性能研究

以AP和铝粉为原料,采用“AP预处理+表面沉积”两步法工艺制备了以铝粉为“壳”的铝基核壳材料AP/Al;采用SEM-EDS、粒度分析、密度测试等方法表征了AP/Al的表面形貌、元素分布、粒度分布和密度等物理特性,对比测试了铝基核壳材料AP/Al的感度性能、热分解性能、爆热及残渣活性铝含量并与AP/Al物理混合物进行了对比;运用Flynn-Wall-Ozawa方程计算了AP/Al物理混合物及铝基核壳材料AP/Al的分解活化能,并通过高速摄像机记录了铝基核壳材料AP/Al的燃烧特性。结果表明,铝基核壳材料AP/Al是以AP为“核芯”、铝粉为“壳”,密度为2.0485g/cm³的类球形颗粒;相比于物理混合物,铝基核壳材料AP/Al静电火光感度由27.94mJ提高至102.88mJ,AP低温分解和高温分解活化能分别提升10.9和9.0kJ/mol,爆热值未出现明显降低(物理混合物为9298.4J/g,铝基核壳材料AP/Al为9260.6J/g),但铝基核壳材料AP/Al残渣中活性铝质量分数降低90%以上;有别于传统铝粉燃烧的拖拽火焰,铝基核壳材料AP/Al燃烧时,铝液滴溅...     

固体浮力材料的制备工艺及性能

以深海固体浮力材料的完全国产化为目标，利用中科雅丽科技有限公司生产的牌号为H25HS的空心玻璃微珠(HGMs)为核心原材料，采用自主研发的浇注成型、模压成型、带压固化成型、真空捣打成型和等静压成型方法分别制备了HGMs体积分数为60%～75%的环氧树脂(EP)/HGMs复合材料，并对其密度、抗压强度和耐水静压性能进行了综合测试和对比分析。研究结果表明，H25HS体积分数在68%以下时，适合的成型方法是浇注成型，可以获得安全使用深度大于6 000 m，密度不大于0.58 g/cm³的固体浮力材料；H25HS体积分数为68%～70%时，真空捣打成型和等静压成型方法最优，能够获得安全使用深度为2 000～4 000 m，密度0.48～0.52 g/cm³的固体浮力材料。     

基于机器学习的轻质低膨胀幕墙玻璃组分设计研究

随着机器学习技术的不断发展和玻璃材料数据的逐步积累，基于数据驱动的组分设计方法已成为玻璃新材料开发的一种有力手段。本文采用随机森林回归算法构建了包含56种氧化物的玻璃组分与性能预测模型，并采用SHAP分析等方法进行了可解释性研究，实现了在高维组分空间对线膨胀系数、密度及弹性模量的准确预测。利用该预测模型在Si-Al-B-Ca-Mg-Na六元氧化物组分空间中对约118万个玻璃配方进行快速预测，并对优选的4组硼硅酸盐玻璃样品进行测试。结果表明，样品的线膨胀系数分布在(52.00～58.00)×10^-7℃^-1,密度分布在2.34～2.39 g/cm³,弹性模量分布在67.00～74.00 GPa,与模型预测结果相符，且优于相关规范要求。     

高温固相内氧式锰酸锂的试验合成研究

以Mn₃O₄和MnO₂为原料,采用高温固相内氧法制备LiMn₂O₄电池正极材料。通过对LiMn₂O₄的振实密度、粒度分布、比容量、循环性能、结构及形态等各项理化性能进行检测分析,结果表明：在烧结温度为750℃,Mn₃O₄和MnO₂的摩尔比为3∶1的条件下,所制备的锰酸锂电化学性能最佳,其振实密度为1.84 g/cm³,比表面积为0.698 cm²/g, D₅₀粒径为16.567μm, 1C放电容量为122.65 mAh/g, 50次循环容量保持率为94.02%。     

新型发泡剂制备PP微泡材料与性能研究

采用注塑法制备了PP微泡材料,并研究了发泡剂种类和用量对性能的影响。结果表明:新型发泡剂RS3000发泡效果明显优于AC和NaHCO₃;随着发泡剂用量的增加,拉伸强度和断裂伸长率逐渐降低,冲击强度先增加减小,密度则是先降低后增加;当发泡剂RS3000用量为0.5份时,性能最佳:拉伸强度20.4MPa、断裂伸长率564%、冲击强度50.6kJ/m²、密度0.879g/cm³。     

以ZnO作添加剂覆膜陶粒支撑剂的制备与性能研究

以低成本的高岭土为主要原料,以ZnO作为添加剂,结合常压烧结技术,制备出低密度高强度的陶粒支撑剂。研究了ZnO的添加量、烧结温度对陶粒支撑剂性能的影响。采用树脂覆膜的方法进一步优化了陶粒支撑剂的性能,使其适用于更高要求的油气井。研究结果表明,当加入2%的ZnO并且烧结温度为1 300℃时,陶粒支撑剂的体积密度为1.42 g/cm³,视密度为2.61 g/cm3,视密度为2.61 g/cm³,35 MPa闭合压力下的破碎率为7.28%。当环氧树脂的用量为支撑剂的12%,固化剂的用量为环氧树脂的14%时,覆膜支撑剂的体积密度为1.32 g/cm3,35 MPa闭合压力下的破碎率为7.28%。当环氧树脂的用量为支撑剂的12%,固化剂的用量为环氧树脂的14%时,覆膜支撑剂的体积密度为1.32 g/cm³,视密度为2.27 g/cm3,视密度为2.27 g/cm³,69 MPa闭合压力下的破碎率仅为1.16%。     

环氧树脂/空心玻璃微珠复合浮力材料制备及性能

采用硅烷偶联剂KH–550改性空心玻璃微珠(S38HS),并通过旋转脱泡–浇注–模压成型法制备了环氧树脂/空心玻璃微珠复合浮力材料。研究了空心玻璃微珠表面处理、体积分数对复合浮力材料压缩强度和密度的影响。结果表明,表面处理有利于改善环氧树脂和空心玻璃微珠之间的界面,从而提高复合浮力材料的压缩强度。添加高体积分数的空心玻璃微珠有利于降低复合浮力材料的密度,而材料的压缩强度随着空心玻璃微珠体积分数的增加而降低,应该综合考虑空心玻璃微微珠的含量,以获取所需的密度和压缩强度。当空心玻璃微珠体积分数为60%时,复合浮力材料的压缩强度和密度分别为61.41 MPa和0.66 g/cm³。     

两种密度DNTF装药的驱动性能及其产物状态方程

为研究装药密度对3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)驱动性能的影响,采用不同的凝固工艺制备了两种密度的DNTF装药试样,并开展了Φ25mm圆筒试验,获得了圆筒壁膨胀位移与时间的关系,计算了爆轰产物在特定相对比容下的比动能及装药的格尼系数,并依据圆筒试验数据拟合了两种装药密度下DNTF爆炸产物的JWL状态方程。结果表明,常温常压凝固工艺条件下,DNTF装药密度仅为1.58g/cm³;在80℃、0.6MPa工艺条件下,装药密度升至1.80g/cm³,较常温常压下提高了13.9%;在装药密度为1.58g/cm³下,DNTF的格尼系数为2.97mm/μs,爆轰产物相对比容为7.0时的比动能为1.471kJ/g;在装药密度为1.80g/cm³下,DNTF的格尼系数增至3.03mm/μs,爆轰产物比动能增至1.716kJ/g,分别较常温常压下提高了2%和16.7%。表明DNTF装药密度的提升不仅能够显著提升单位体积装药的驱动性能,也有利于单位质量装药驱动性能的进一步增强。     

5,5′-二硝基-3,3′-联(1,2,4-三唑)草酰肼双阳离子盐的合成、表征与性能预估

为研究双子型含能离子盐的稳定性和爆轰性能,探究其在含能材料领域的应用前景,以5,5′-二硝基-3,3′-联(1,2,4-三唑)(DNBT)为前体,与草酰肼经酸碱中和反应合成了5,5′-二硝基-3,3′-联(1,2,4-三唑)草酰肼双阳离子盐(DNBOT),成盐收率为80.8%;利用X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁共振对产物结构进行表征,通过DSC-TGA同步热分析仪对其热性能进行了分析,采用Gaussian 09程序和EXPLO5爆轰软件对其爆轰性能进行了理论计算并测试了其机械感度。结果表明,化合物5,5′-二硝基-3,3′-联(1,2,4-三唑)草酰肼双阳离子盐的晶体结构属于单斜晶系,晶体密度为1.653g/cm³,空间群为P2₁/c,晶体结构中含有两个结晶水,脱结晶水后化合物的实测密度为1.701g/cm³;在熔点205℃时开始分解,分解峰温为207℃;理论爆速为7620m/s、爆压为21.8GPa、撞击感度大于40J、摩擦感度大于360N,综合性能优于TNT,是一种综合性能较好的新型双子型含能离子化合物,且合成路线简单。     

近红外光谱法快速测定速生相思的材性

为了实现制浆原料材性的快速测定,用常规方法测定了147个相思木材样品的化学成分和基本密度,并采集了样品的近红外光谱。对原始光谱进行预处理后,运用偏最小二乘法和交互验证的方法,建立样品综纤维素、木质素、苯醇抽出物、基本密度的校正模型,4个模型建立过程中所提取的最佳主成分数分别为10、 8、 9和9。对4种校正模型进行独立验证,得到其决定系数(R_val²)分别为0.910 3、0.950 5、 0.970 6和0.969 5;预测均方根误差(RMSEP)分别为0.45%、 0.32%、 0.21%和0.007 1 g/cm³;相对分析误差(RPD)值分别为3.34、 4.50、 5.82、 5.73;绝对偏差(AD)分别为-0.60%~0.68%、-0.50%~0.48%、-0.29%~0.33%和-0.009 7~0.009 1 g/cm³,RMSEP和AD基本符合测定对误差的要求,4个模型能够满足制浆造纸工业中速生相思木材的快速测定。     

电镀电流密度对Al2O3-Ni复合镀层的耐蚀性影响

Q345钢材耐蚀性较差，在其表面电镀致密的Al₂O₃-Ni镀层可有效提高其耐蚀性，研究了电镀的电流密度对Q345钢镀层试样的耐蚀性影响。结果表明：电镀制备的Al₂O₃掺杂的Ni镀层可显著提高Q345钢的耐蚀性，电镀的电流密度最优值为2.5 A/dm²。基体的腐蚀电流密度为1.845×10^-5 A/cm²。制备Al₂O₃-Ni镀层后，试样的腐蚀电流密度均显著下降。电流密度在2.5 A/dm²时，Al₂O₃-Ni复合镀层试样的腐蚀电流密度最小，为9.747×10^-8 A/cm²。在盐雾腐蚀实验中，基体腐蚀速率最快，为12.081 g/cm²·h；电流密度为2.5 A/dm²时，Al₂O₃-Ni复合镀层...