退役复合绝缘子资源化利用研究

将退役复合绝缘子芯棒粉碎,采用硅烷偶联剂对芯棒粉末进行表面改性,再将其同环氧树脂、玻璃纤维共混,通过高温模压的方式制备了改性芯棒粉末掺杂的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,并考察了改性粉末添加量对复合材料性能的影响。结果表明:该复合材料具有良好的力学性能及阻燃性能,可继续制成芯棒部件应用于复合绝缘子中。     

混杂纤维增强混凝土材料的力学性能和耐久性能研究

采用聚丙烯纤维和碳纤维掺杂的方法制备了单纤维和混杂纤维增强混凝土材料.利用电子万能试验机对单纤维和混杂纤维增强混凝土材料样品进行了抗弯强度和劈裂抗拉强度试验;采用扫描电子显微镜(SEM)对样品的拉伸断口形貌进行了观察;采用NEL扩散试验测试了样品的氯离子扩散系数.结果表明,混杂纤维增强混凝土材料HFRC-B的抗弯性能、...     

京沪高铁路电缆槽、人行道盖板活性粉末混凝土（RPC）试验研究

主要针对京沪高速铁路土建六标电缆槽盖板和人行道步板活性粉末混凝土（RPC）配合比设计，满足《客运专线活性粉末混凝土（RPC）材料人行道挡板盖板暂行技术条件》前提下选择原材料，通过多种配合比比较，选定最优配合比，并应用于电缆槽盖板和人行道步板生产。     

复合绝缘子在特高压输电线路中的应用

对于国内各种绝缘子相互比较,复合绝缘子以其独特的优势在特高压输电线路上得到了广泛的应用。但是复合绝缘子在使用中出现的一些主要问题,如芯棒脆断、沿面闪络及老化性能等方面进行了分析,最后展望了复合绝缘子在特高压输电线路中的应用前景。     

SiO2不同的掺杂方式对聚氨酯树脂材料性能的影响

采用溶胶凝胶法制备纳米SiO2颗粒,然后在聚氨酯弹性体/SiO2复合材料的不同制备方法方面进行了尝试,并针对SiO2不同的掺杂方式对聚氨酯树脂材料性能的影响进行了研究,为聚氨酯弹性体性能的优化提供了一条最佳的思路和方法.利用红外分光光度计(IR)、万能电子试验机、动态力学分析仪(DMA)、量热示差扫描仪(DSC)、紫外/可见/近红外分光光度计(UV/VIS/VIR)分别表征了纳米复合树脂材料的结构、力学性能、热稳定性、展色性和干爽性.     

钢纤维和微纤维混合增强混凝土的制备和性能研究

采用钢纤维分别与玄武岩微纤维、聚乙烯醇微纤维、玻璃微纤维混合制备增强混凝土,研究了钢纤维和微纤维混合对混凝土试样的密度、抗压强度、单轴抗拉性能的影响,并分析了混凝土断裂失效机理。结果表明,微纤维的种类不会影响混凝土材料硬化密度。微纤维的长度可以影响混凝土的抗压强度,经过28 d抗压强度测试,发现掺杂玄武岩微纤维、聚乙烯醇微纤维的混凝土抗压强度较基准钢纤维混凝土分别提高了15.4%和14.6%;而掺杂玻璃微纤维的混凝土抗压强度较基准钢纤维混凝土则降低了2.1%。微纤维材料自身的抗拉强度可影响增强混凝土的抗拉性能,掺杂玄武岩微纤维、聚乙烯醇微纤维的混凝土抗拉强度和极限拉伸应变均提高了,而掺杂玻璃微纤维的混凝土却降低了。相比聚乙烯醇微纤维和玻璃微纤维,玄武岩微纤维与钢纤维混合增强混凝土的综合性能最优,其断裂过程中,钢纤维失效方式为纤维拔出,玄武岩微纤维失效方式为纤维断裂。     

基于锌离子掺杂的锌-聚苯胺二次电池的研究

采用锌离子掺杂技术制备的聚苯胺粉末作为锌,聚苯胺二次电池的电极材料。实验发现，电极材料的导电性能与掺杂比例紧密关联。通过筛选，选用氯化锌／苯胺摩尔比为0.3的电极材料能够有效提高电池的耐循环性能。     

活性粉末混凝土材料微观结构的研究现状

活性粉末混凝土作为新型超高强、高耐久的水泥基复合材料,在土木工程领域具有广阔的应用前景。然而,目前由于活性粉末混凝土材料与普通混凝土内部结构差异较大,其微观机理的研究尚不够深入,还难以为材料组成、制备技术以及材料宏观性能的进一步优化提供理论支持。总结了国内外学者利用MIP、BET、NMR、XRD、TGA、EDS、SEM以及ESEM等研究方法对活性粉末混凝土材料微观结构与机理的研究成果。并在此基础上,对活性粉末混凝土材料在组成、微观形貌以及孔结构等微观研究中存在的问题及其发展方向进行了分析与讨论。     

制备工艺对锌铝氧化物(ZAO)粉末红外发射率的影响

采用液相共沉淀法制备了ZAO掺杂半导体粉末材料,系统研究了制备工艺对ZAO粉末红外发射率的影响.借助于TG-DTA、XRD、SEM对材料的热处理温度,晶体结构及表面形貌进行了考察,利用IR-2双波段发射率测量仪对ZAO粉末材料的红外发射率进行了测试.研究结果表明:当反应物终点pH值为8.5、反应时间为2.5h、煅烧温度为800℃,煅烧时间为2h、Al2O3的掺杂量为3%时所得的ZAO粉末的红外发射率最低;ZAO掺杂半导体粉末的晶体结构为ZnO的铅锌矿结构;粒子形状近似为椭圆形,平均粒径为5～10μm;在中红外(3～5μm)和远红外(8～14μm)波段均具有较低的红外发射率.     

酸碱制备条件对B_2O_3-SiO_2∶Tb~(3+)发光材料性能的影响

为了研究不同水解条件下制备掺杂稀土离子发光材料的发光差异,通过溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯和硼酸三甲酯为原料,制备了稀土离子Tb~(3+)掺杂的以B_2O_3-SiO_2为基质的发光材料。通过荧光激发光谱和发射光谱分析了不同酸碱催化条件下制备材料的发光情况,结果显示酸碱二步催化下制备的材料发光性能最好。利用FT-IR、XRD等对其结构进行分析,发现在300℃退火处理后有B_2O_3晶体生成,此时激发光谱蓝移;600℃退火处理后有Si—O—B键存在,此时发光性能最好,表明B掺杂SiO_2的网络有利于材料的发光。结合结构分析在酸碱条件下的水解机理,认为酸碱二步催化法能调节正硅酸乙酯和硼酸三甲酯的水解速率,更有利于B掺杂进SiO_2结构中,使制备的材料发光性能增强。     

退役风电叶片资源化利用技术研究进展

风力发电因其清洁、高效、可再生等优点,成为我国能源发展战略行动计划的重要一环,我国已成为全球风电装机规模最大的国家。随着风电机组退役潮的到来,退役风电叶片(Retired wind turbine blades,RWTB)成为我国急需解决的大型固体废弃材料。风电叶片主要由玻璃纤维/碳纤维/植物纤维增强复合材料制备而成,传统处理方式主要为填埋和焚烧,不仅造成大量资源浪费,而且导致环境污染。对RWTB的资源化和高值化利用已成为国家高度关注的研究热点。本文简述了国内外风电装机规模及RWTB的发展规模,综述了风电叶片的现有回收技术(机械回收、热解回收、化学回收)及RWTB的回收应用现状,总结分析了各类回收技术及应用领域的优缺点。对RWTB的回收技术及应用前景进行了分析展望,提出“多措并举”的梯级利用及尽可能避免出现二次废弃物的“高效规范全利用”是RWTB回收利用技术重要的研究方向。     

Ni/Co3O4花状电极材料的合成及其电化学性能与第一性原理研究

通过水热法制备了一种单质镍掺杂Co₃O₄(Ni/Co₃O₄)的粉末，用伏安特性循环法研究了其电化学性能，同时根据第一性原理从原子尺度和电子结构的角度探究了Ni和Co₃O₄的掺杂机理。首先合成Ni/Co₃O₄粉末；其次对合成的材料结构及性能进行XRD和SEM表征分析，研究不同钴源及同一钴源不同钴镍比对制备的镍Ni/Co₃O₄形貌的影响；最后在不同缺陷和不同掺杂的影响下，建立准确的材料性能预测模型，揭示了修饰电极掺杂改性的微观机理。结果表明，不同钴源均制备出了花状形貌的Ni/Co₃O₄复合材料，电化学性能测试得到其比电容为670F/g;第一性原理计算所得掺杂机理，揭示了电化学修饰的Ni/Co₃O₄复合电极较大提高了材料的导电性能。     

Sm_2O_3掺杂CeO_2纳米材料的电子顺磁共振研究

利用溶胶-凝胶法制备Sm2O3掺杂CeO2的电解质材料。通过粉末X射线衍射谱对所制备的电解质材料进行平均晶粒尺寸和晶格常数分析,并利用电子顺磁共振仪进行测试,分析样品的电子顺磁共振特性。结果表明:所制备的粉末样品晶粒尺寸较小、具有立方萤石型结构,而且Sm2O3掺杂CeO2的固体电解质材料有缺陷结构,随焙烧温度越高,缺陷结构越多;其次不同比例的Sm3+掺入CeO2后,材料中缺陷结构也有很明显的变化。     

采用固体废弃物兰炭末制备锂离子电池负极材料

以固体废弃物兰炭焦末为原料,通过硼(B)掺杂及高温处理制备出改性兰炭粉末材料。研究B掺杂量对其作为锂离子电池负极材料的影响。结果表明,B掺杂质量分数为8%时,经2 300℃高温处理,兰炭的电化学性能达到最佳,首次脱锂容量为361 m Ah/g,在1 C电流密度下经300次循环后,容量为314 m Ah/g,表现出较为优良的循环性能。     

Sb/Al/Zn多掺杂Mg2Si热电材料的制备及性能研究

采用放电等离子体烧结技术,制备了Sb/Al/Zn多掺杂Mg_2Si热电材料,利用粉末X射线衍射、霍尔效应和标准四探针电导率研究了Mg_2Si热电材料的电输运特性和热电性能。结果表明,Sb/Al/Zn多掺杂Mg_2Si热电材料具有良好的电输运和热电性能。采用放电等离子体烧结技术在880 K时,Sb0.5%Zn0.5%掺杂Mg_2Si热电材料具有最大热电优值为0.964,与PbTe基热电材料相当。根据电导率(σ)、塞贝克系数(S)和热导率(κ)的温度依赖性计算掺杂Mg_2Si热电材料在300～900 K的热电性能和热电图优值(ZT),同时根据霍尔系数确定掺杂Mg_2Si热电材料的电子浓度(N)。     

B_4C颗粒增强铝基复合材料的研究及应用开发

本项目研究了高性能颗粒增强铝基复合材料的机械合金化粉末冶金制备技术及B_4Cp/Al复合材料的微观组织、性能特点以及制备工艺对材料组织和性能的影响,并探索了复合材料在陀螺仪动压气体轴承领域中的应用。经过大量研究,本项目成功地开发出了机械合金化粉末冶金制备颗粒增强铝基复合材料的技术,制备出了高性能的颗粒增强铝基复合材料,材料的制备技术和性能接近或达到了国外先进水平,研究的陀螺仪动压气体轴承用复合材料性能达到了用户提出的材料性能指标。 本项目自行设计研制了两套由高能球磨机、气体保护粉末收集器以及粉末处理装置组成的制备高质量铝合金/陶瓷复合粉     

聚丙烯纤维对再生混凝土力学性能和干缩率的影响

采用再生骨料并掺杂聚丙烯纤维的方法,制备了聚丙烯纤维掺杂增强混凝土(PFRC)。利用万能压缩机对PFRC试样进行压缩性能和静态、动态弹性模量试验,采用扫描电子显微镜表征试样的形态,研究了硅灰和聚丙烯纤维含量对混凝土力学性能和干缩性能的影响。结果表明,在混凝土中掺杂硅粉和聚丙烯纤维可降低混凝土的可加工性,但却可提高混凝土的抗压强度;SEM分析可知,聚丙烯纤维的拔出效应可以有效增强聚丙烯纤维混凝土的断裂韧性;聚丙烯纤维的掺杂会降低混凝土的动态弹性模量,提高混凝土的静态弹性模量,掺杂0.45%(质量分数)聚丙烯纤维增强混凝土的静态弹性模量最高,其91 d静态弹性模量为37.5 GPa;用10%(质量分数)硅灰替代水泥后,混凝土的干缩应变比纯混凝土降低了9.2%,与普通纯混凝土相比,纤维含量为0.15%,0.30%和0.45%(质量分数)的聚丙烯纤维增强混凝土的干缩比最大分别降低了15.1%,18.4%和18.2%;硅灰和聚丙烯纤维的掺杂可有效降低混凝土的干缩,而且随纤维含量的增加,收缩应变逐渐降低。     

石墨烯储氢性能的研究进展

简要介绍了石墨烯的几种制备方法及石墨烯和氢分子之间的相互作用。综述了几种增强石墨烯储氢性能的途径,如碱金属掺杂、碱土金属掺杂、非金属元素掺杂及过渡金属元素掺杂等,并分析了以上元素掺杂石墨烯的主要性质及对其储氢性能的影响。最后展望了石墨烯储氢材料未来的研究方向及其发展趋势。     

激光快速成形技术的发展及其在功能梯度材料制备上的应用

激光快速成形技术集计算机辅助设计、高功率激光熔覆、快速成形于一体,通过激光熔化同步输送的金属或陶瓷粉末,在基板上逐层熔化堆积而形成致密的材料或零件.其离散/堆积的成形特点使得该技术在材料及零件制备上具有很大的柔性,通过精确控制2种或多种材料粉末的输送和相应的工艺可以实现材料组成、微观组织结构和性能的梯度分布及多种材料的集成.介绍了激光快速成形的原理、技术特点、系统组成,着重介绍了国内外采用该技术在制备功能梯度材料方面的研究开发情况,简要分析了利用激光快速成形技术制备功能梯度材料的发展前景.     

磷酸钴锂电极材料的合成与电化学性能

制备了磷酸钴锂以及Fe掺杂磷酸钴锂电极材料,并考察了它们的电化学性能。采用纳米球磨技术以及喷雾干燥工艺获得样品前驱体,并通过高温煅烧等手段获得了磷酸钴锂及Fe掺杂磷酸钴锂电极材料。利用X射线衍射、扫描电镜以及电化学分析仪等表征手段对材料物相、晶粒形貌和尺寸进行了表征分析和性能测试。研究结果表明,煅烧温度对制备的LiCoPO_4材料的形貌和电化学性能测试有很大的影响。实验获得的纯相LiCoPO_4材料的电化学性能并不理想,而通过掺杂Fe取代Co化学位得到的LiCoPO_4的初始容量和循环性能更好,电化学性能得到了很好的提升。