氧化石墨烯调控水泥基材料形成大规模规整结构及其性能表征

将制备的GO与减水剂和拌合水超声处理后用于制备水泥基复合材料,研究结果表明,GO纳米片层在水泥基体中达到了均匀分散,水泥水化产物成为了规整形状的多面体状水化晶体,通过其交织交联形成了大规模规整致密的微观结构。当GO掺量为0.03%时,尺寸为30~190nm GO的水泥基复合材料28d时的抗压强度和抗折强度比对照样品分别提高了78.8%和112.7%,尺寸为110~410nm GO的水泥基复合材料的抗压强度和抗折强度分别提高了72.3%和93.9%,水泥基复合材料的耐久性显著提高。同时提出了水泥基复合材料微观结构形成机理。     

还原热处理对石墨烯薄膜导电性的影响

用改进的Hummers法制备了氧化石墨,通过超声、沉聚和自组装等工序制得氧化石墨烯薄膜,真空热处理后获得石墨烯薄膜.利用X射线晶体衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)和拉曼(Raman)光谱等研究了石墨烯薄膜制备过程中各阶段产物的微观特征变化.结果表明,自组装方法制备氧化石墨烯薄膜简单易行,厚度尺寸可控,微观层状结构良好.热处理使石墨烯薄膜具有导电性,随温度升高导电率不断提高,在1 100℃时可达到536 S/cm.     

氧化石墨烯复掺石墨烯对水泥砂浆力学性能的提升及机理研究

采用高温还原氧化石墨烯(GO)方法制备石墨烯(G),利用GO对G的助分散效果将G与GO同时掺入砂浆中(即复掺)以改善水泥砂浆力学性能。通过不同含量G与GO混合溶液的吸光度测试,研究了GO对G的分散作用,结果表明当G与GO浓度比(C_G/C_(GO))为4/5时,GO对G的助分散效果最佳。然后保持吸光度测试中C_G/C_(GO),研究了不同G含量对复掺的水泥砂浆抗折抗压强度的影响。研究表明同等掺量下,复掺GO与G更能增强砂浆的力学性能,C_G/C_(GO)在3/5,4/5时提升效果较优,且复掺GO与G对砂浆早期力学性能提升效果更明显;TG测试表明复掺水泥的水化速度快于单掺G水泥。微观测试研究表明GO与G同时掺入水泥,既可以发挥GO对G的助分散效果,又能对水泥起到协同增强作用,促进了水泥的水化,水化产物晶型更加规整。研究采用GO助分散G的方法,既可以发挥GO对G的助分散效果,又能对水泥起到协同增强功效。     

石墨烯及其衍生物掺配水泥基材料研究进展

采用吸光度试验和静置沉降试验考察了石墨烯量子点(GQDs)在模拟水泥水化孔隙液的饱和氢氧化钙溶液中分散性能及其对掺配砂浆工作性能、力学性能和耐久性的影响。吸光度测试和静置沉降试验表明GQDs在饱和氢氧化钙溶液中具有优异的分散稳定性,工作性能测试表明GQDs对水泥砂浆的流动度几乎无负面影响。力学性能测试表明GQDs最佳掺量为 0.04wt%时,28天抗折抗压强度比普通水泥砂浆分别提高了12.3%、12.5%,抗渗压力提升了 175%,120天抗压耐腐蚀系数提升了14.3%。微观结构测试表明 GQDs能改善孔径分布,填充纳米孔隙和提高水泥砂浆密实度。     

氧化石墨烯及其分散方法对水泥基材料微观结构和力学性能的影响研究进展

氧化石墨烯(GO)因其出色的性能在改善水泥基材料微观结构、力学性能上均有很好的应用前景。然而,GO的增强效果很大程度上取决于其在水泥基体中的分散性。总结了近年来GO在水泥基材料中的研究成果,重点综述了GO的分散方式、分散机理以及相应的力学性能改善机理;对比了不同GO分散方式的优缺点,分析了GO分散前后对水泥基材料微观结构和力学性能的影响;提出了目前研究存在的问题,并对未来研究趋势进行展望;旨在为后续GO在水泥基材料中的稳定应用提供参考,以促进制备高效功能化的GO水泥基复合增强材料。     

纳米氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的微观结构及作用机理

通过氧化反应和超声波分散作用制备了不同含氧量氧化石墨烯(GO)纳米分散液,研究了GO氧含量、用量和水化时间对水泥基复合材料微观结构和力学性能的影响。研究结果表明GO能够调控水泥水化产物的形状,促使水泥水化反应形成规整的花状晶体,使得水泥基复合材料的强度特别是拉伸强度和抗折强度显著提高。研究结果证实了GO在水泥复合材料水化过程中起到模板作用,能够调控水泥水化产物的微观结构及提高水泥基复合材料的韧性,同时提出了GO调控水泥基复合材料微观结构的作用机理。本文结果提供了一种可显著增强增韧水泥基复合材料的新方法,具有潜在的应用前景。     

氧化石墨烯水泥基复合材料的性能及研究进展

水泥基材料在建筑领域应用广泛,但其存在抗弯强度低、抗裂性和韧性差等缺点,因此改善水泥基材料性能一直是建筑材料领域研究的热点之一.氧化石墨烯(GO)是在石墨烯基面和边缘修饰了含氧官能团的一种二维衍生石墨烯材料,具有蜂窝状的结构形貌,亲水性、分散性和反应活性好.将GO加入水泥基材料中,可促进花状形貌晶体的形成,并加速水化进程的成核速度,使其形成致密的交联结构,进而细化水泥浆体的空隙,有效降低孔隙率,从而增强水泥基材料的力学性能,但流动性等有所降低.因此研究人员主要从微观作用机理、静态力学性能及耐久性等方面开展了深入研究,并取得了丰硕的成果.GO自身较大比表面积的结构性质致使水泥基复合材料流变性差,利用硅灰(SF)和氧化石墨烯包覆硅灰(GOSF)等外加剂对GO进行改性,从而提高GO水泥浆体的流动性.基于微观结构作用机理,对比不同GO掺量、试件尺寸、水灰比下的抗压强度和抗弯强度的增长率,分析GO水泥基复合材料的力学性能的增强机理.GO对水泥基材料抗压、抗拉、抗弯强度增长率存在较大差异,其中抗弯强度提高幅度最大.GO对硅酸盐水泥力学性能的提高程度较磷酸镁钾水泥更为显著.对于动态力学性能,不同应变率下裂纹扩展路径存在差异,在高应变率下GO的增强效应更为显著.水泥基材料工作环境中各类离子化合物及酸碱度对其基体有消极的影响,GO对其耐久性有明显的提高作用.本文对近年来GO水泥基复合材料的研究状况进行梳理,分析其微观结构作用机理、流动性、力学性能及耐久性等,阐述了目前国内外的研究状况及存在的问题,并展望了GO水泥基复合材料未来的发展趋势.     

氧化石墨烯对水泥基复合材料徐变的调控机制

为了探明氧化石墨烯(GO)对水泥基复合材料徐变的调控机制,采用徐变加载架对不同GO掺量水泥胶砂的徐变进行了测试,并从水泥基复合材料的水化和微观结构入手,采用SEM、XRD、FTIR等研究了GO对水泥胶砂徐变的影响,并对调控机制进行了解释。结果表明：GO可以调节水泥基复合材料水化产物的形状与聚集态,降低宏观徐变。当GO掺量(与水泥质量比)大于0.02%时,水泥胶砂的徐变大幅度降低。GO的掺入促进了水化硅酸钙(CSH)对水分子的吸附与扩散,增加了内部CSH含量,使水化产物的结构更加致密。GO与CSH形成的氢键可提升二者之间的黏结力,并增强水分子在CSH-GO片层间的吸附,从而实现了对水泥胶砂徐变的调控。研究成果对于实现按终端用途进行水泥基复合材料设计具有重要的理论价值,并有望在预应力混凝土结构中得到应用。     

石墨烯基复合超级电容器材料研究进展

石墨烯基复合材料因其优异的性能广泛应用于各个领域,尤其在超级电容器的研究中。本文对石墨烯基复合超级电容器材料的结构进行了分类,并分别从石墨烯-碳基复合材料、石墨烯-导电高分子复合材料、石墨烯-过渡金属化合物复合材料的角度,总结了不同石墨烯基复合超级电容器材料的研究进展,重点强调了优化电极结构和提高电极性能之间的关系。同时,概述了石墨烯基复合材料在锂离子电池、太阳能电池、催化等其他方面的应用。获得高能量密度、功率密度以及长循环寿命的超级电容器是其作为电极材料的发展趋势。     

煤基聚苯胺防腐蚀性能及其机理的研究

为了进一步弄清煤基聚苯胺与环氧树脂共混防腐蚀涂料的性能及其相关机理,采用干/湿态附着力、加速浸泡后涂层的鼓泡和腐蚀性能测试、SEM分析、电化学测试等方法,对相关性能进行了分析,并与几种常规防腐蚀涂料(如环氧富锌底漆、聚氨酯防腐蚀漆、银粉漆和氧化铁红防锈漆)进行了对比.结果证明,该涂料在屏蔽性能、阳极保护作用效果和缓蚀性能等方面都具有良好的效果.建立了相关的模型,并解释了煤基聚苯胺具有这些作用的相关防腐蚀机理.     

耐锌蚀陶瓷防护层的制备与腐蚀机理初探

采用电弧喷涂法预先在Q235钢试样基体上喷涂FeCrAl粘结层,再利用等离子弧喷涂制备Al2O3陶瓷涂层,分析了陶瓷涂层在500℃静态锌液腐蚀试验中的腐蚀机制及影响因素.通过SEM和XRD分析可知,Al2O3陶瓷涂层与锌液为不互溶材料,起隔离基体与锌液、防止铁锌发生互扩散反应的作用.试验结果表明,等离子喷涂的Al2O3陶瓷涂层能极大地延缓Q235钢腐蚀失效的时间,耐液锌腐蚀性极好;陶瓷涂层的结合强度和涂层厚度是影响耐锌蚀性能的主要因素.     

Activation of Anticorrosion Oligomer-Containing Synergistic Cutting Fluids Based on Secondary Raw Materials

We study the possibility of improving the anticorrosion activity of synergistic oligomer-containing cutting fluids based on secondary raw materials. It is shown that cutting fluids with admixtures of heterocyclic synergists (derivatives of 1, 2- and 2-benzimidazole) improve the physicomechanical properties of 20 and 45 steels after turning and grinding and increase their resistance to corrosion–mechanical fracture in corrosive media.     

化学镀Ni-W-P合金沉积机理初探

通过对化学镀的Ni-W-P合金镀层镀态下的表面形貌特征及镀层断面组织的观察与分析,研究了化学镀Ni-W-P合金镀层的沉积机理。结果表明,合金原子优先在基底金属表面能量较高的划痕、蚀孔边缘处沉积。Ni-W-P非晶态合金镀层由圆形基元以交错层叠方式叠加而成。     

玻璃材料在气固两相流作用下的冲蚀损伤机理研究

为探究玻璃材料的抗冲蚀磨损性能,采用气流挟沙喷射法对钢化玻璃、浮法玻璃及有机玻璃进行冲蚀磨损试验,分析不同冲蚀参数(冲蚀速度、冲蚀角度和冲蚀时间)下3种玻璃的冲蚀规律及损伤机理。结果表明:钢化玻璃与浮法玻璃的冲蚀率随冲蚀速度与冲蚀角度的增加而增大,有机玻璃的冲蚀率则随冲蚀速度的增加而增加,随冲蚀角度的增加先增加后减小,最大冲蚀率出现在45°;钢化玻璃与浮法玻璃的冲蚀率随冲蚀时间的增加依次出现上升阶段、下降阶段和稳态阶段,而有机玻璃的冲蚀率随冲蚀时间的增加缓慢增加并很快趋于稳定;相同条件下浮法玻璃冲蚀率大于其他2种玻璃;低角度时钢化玻璃与浮法玻璃的质量损失主要由切削作用引起,高角度时由裂纹叠加引起,发生脆性断裂;有机玻璃的损伤在整个过程主要由切削作用引起。     

六方柱状MgAl2O4纤维的合成机理初探

实验合成了六方柱状MgAl2O4纤维,长径比为100～200,这是文献中报道较少的尖晶石MgAl2O4晶体新形态.结合物相分析和微观形貌观察,推测尖晶石MgAl2O4纤维主要依照孪晶机制作用下VLS机理(同时存在有VS机理)发育成六方横截面长柱状纤维,并伴有扭结和分叉等现象.     

新型钢筋阻锈剂的合成及其阻锈性能的研究

合成了一种舍有氨基和菝基的有机阻锈刑，并用硬化砂浆法研究了该阻锈剂在砂浆中含有氯离子的条件下对钢筋锈蚀的抑制作用，同时与常用的亚硝酸盐的阻锈效果进行了比较。结果表明，该新型阻锈剂能够有效地阻止钢筋表面钝化膜的破坏，比亚硝酸盐具有更好的阻锈效果。     

海洋环境热喷涂铝复合涂层保护机理分析

通过铝复合涂层的交流阻抗及聚合铝的IR,^27Al NMR,激光Raman分析等试验,从铝的腐蚀产物形态分析,酸度对聚合铝无机高分子稳定性的影响角度,研究了铝复合涂层的保护机理,分析了海洋对环境铝复合涂层保护效果的影响,得出酸度影响是常见保护失效的主要原因。     

局域共振型空腔覆盖层的低频吸声机理及调控规律研究

声学覆盖层的低频吸声特性对潜艇声隐身性能具有重要影响.综合考虑空腔型覆盖层结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,建立局域共振型空腔覆盖层的有限元模型,研究复合结构在10 Hz～2000 Hz频段内的吸声特性,并采用局域共振理论和模态分析揭示复合结构的吸声机理,进一步得到复合结构低频吸声性能的调控规律.研究结果表明:(...