柔性石墨接地体与金属接地体的耐腐蚀性对比

传统金属接地体受到土壤的电化学腐蚀严重,为此,选择一种新型接地材料——柔性石墨接地体,与钢、铜等常用金属接地体的耐腐蚀性进行对比。根据5种常见土壤的腐蚀特性,采用室内腐蚀模拟试验,通过制备土壤模拟液和细砂模拟我国几种典型土质,对几种接地材料的腐蚀特性进行了研究。同时,针对接地材料腐蚀对接地电阻的影响,分别对相同长度及直径的铜、钢和石墨复合接地体3种接地材料腐蚀前后的接地电阻进行了对比测试。研究表明:石墨复合接地材料不受土壤条件的限制,其防腐蚀特性优于现行的钢、铜等金属接地材料;石墨复合接地材料腐蚀前后,其接地电阻基本无变化。     

电缆中间接头用石墨基柔性材料防火防爆性能研究

受自身质量和外部因素影响,电缆短路事件频繁发生,对此,研究电缆中间接头用石墨基柔性材料的防火防爆性能十分必要。选择实验仪器、石墨基柔性材料、普通树脂基复合材料和添加7%红磷成碳剂的树脂基复合材料,结合柔性综合防护装置技术参数,建立材料性能测试方法。通过提取材料结构表征,研究石墨基柔性材料对电缆释放性能的影响,燃烧时间对材料防火性能的影响,以及不同负荷对材料防爆性能的影响。结果表明:石墨基柔性材料能够约束电缆的热释放和有害气体释放,在短时间内的防火测试中,材料残碳率比其他两组对照材料高了7.03%和20.86%;该材料能够将电缆载流量约束在合理范围内,保证供电的同时,延缓爆炸发生,可见该材料有更好的防火防爆性能。     

石墨/陶瓷复合导电材料的制备及性能

为了研究片状石墨的掺杂量和取向排列对石墨/陶瓷复合材料结构和性能的影响,以长石、透辉石、石英等作为陶瓷基体并掺杂石墨,经湿混、干燥、干压成型、快速烧结等工艺制备了石墨/陶瓷复合导电材料。用精密伏安表精确测定了材料垂直和平行于成型压力方向的电阻,用XRD、SEM分析了试样的物相组成和断面形貌。实验结果表明：在烧结过程中石墨与陶瓷基体不发生化学反应,未发现有新相生成;片状石墨在复合材料中具有定向排列的特征,即片状石墨的c轴平行于成型压力方向;石墨/陶瓷复合导电材料的电阻率具有明显的各向异性;随着石墨掺量的增加,复合导电材料的电阻率随石墨掺量的增加而急剧减小;但是,当石墨掺量超过15 wt%时,复合材料电阻率的变化趋于平缓。     

石墨化温度及掺硅组分对再结晶石墨传导性能及微观结构的影响

用煅烧石油焦作填料 ,煤沥青作粘结剂 ,分别以硅粉、碳化硅和二氧化硅 3种含硅组分作添加剂 ,采用热压工艺制备了再结晶石墨。考察了石墨化温度以及单组元掺硅组分对再结晶石墨的热导率、电阻率和抗折强度的影响及其微观结构的变化。实验结果表明 ,对于掺硅组分相同的再结晶石墨 ,材料的导电、导热性能随着石墨化温度的升高而增强 ,但其力学性能却随之降低。当掺硅粉的热压再结晶石墨再经 2 80 0℃石墨化处理后 ,材料RG Si 48沿石墨层方向的常温热导率可达 3 3 2W /(m·K) ,电阻率为 4.94μΩ·m。对于相同工艺及硅含量的不同掺硅组分再结晶石墨 ,以掺入硅粉对材料综合性能最理想 ,而掺入二氧化硅对材料的综合性能较差。XRD分析表明 ,不论掺硅组分是硅粉、碳化硅还是二氧化硅 ,硅组分最终在再结晶石墨内均以α SiC形式存在 ,甚至在石墨化温度高达 2 80 0℃时 ,再结晶石墨内仍有α SiC存在。对其微晶参数进一步分析表明 ,随着石墨化温度的升高 ,掺杂硅组分的催化作用进一步加强 ,再结晶石墨的微晶尺寸La 迅速增大 ,石墨微晶的晶面层间距d0 0 2 也迅速降低。材料RG Si 48的微晶尺寸La 以及晶面层间距d0 0 2 分别为2 5 7nm和 0 .3 3 5 77nm。     

基于柔性石墨防腐蚀材料的杆塔桩基紧凑型接地研究

架空输电线路杆塔接地施工往往受耕地征用、青苗补偿、道路建筑阻断、线路走廊限宽等条件制约,提高杆塔桩基自然接地的散流能力对降低接地电阻和节约施工成本具有实际意义.用柔性石墨防腐蚀材料的杆塔桩基紧凑型接地方法,采用有限元软件COMSOL Multiphysics建立杆塔桩基散流计算模型,针对单桩基、双桩基及全塔四桩基外敷方...     

玻纤含量对玻纤增强聚丙烯拉伸性能的影响

采用不同玻纤含量的标准拉伸试样,应用试验方法,通过玻纤含量对玻纤增强PP复合材料的拉伸性能进行比较,找出了实现最佳抗拉强度的玻纤含量。     

原料配比对石墨材料热传导性能的影响

以煅烧石油焦和煤沥青为基本原料，采用热压工艺制备了一系列石墨材料，考察了煅烧石油焦填料的粒度分布以及粘结剂用量对石墨材料的传导性能的影响，并阐明了粘结剂与填料粒子在热混捏与热压过程中相互作用原理。结果表明：石墨材料的传导性能不仅依赖于原料种类，粒度，而且与其质量配比有关，有最佳原料配比所制备的块状石墨具有高密度，低孔率，低电阻以及高导热等特点；填料煅烧石油焦颗粒以及粘结剂用量的过多或过少，都不利于石墨材料的传导性能，本文填料中最佳煅烧石油焦颗粒用量为25%，原料中最佳粘结剂含量为25%。     

制备工艺对石墨纳米片/环氧树脂复合材料电导率的影响

采用溶液混合、分步超声分散的一体化制备工艺,得到了石墨纳米片/环氧树脂导电复合材料,研究了不同理化参数的石墨原料及分散溶剂、不同石墨原料含量、咪唑含量、超声时间及方式对复合材料电导率的影响.结果表明,选取EG80/乙醇分散体系,当石墨含量为25％(质量分数,下同)、咪唑含量为45％时,采用前超声1 h+后超声0.5 h...     

粘结剂含量对石墨材料电、热传导性能的影响

以煅后石油焦和煤沥青为基本原料，采用热压工艺制备了一系列石墨材料。考察了粘结剂含量对石墨材料电、热传导性能的影响。在实验基础上，阐明了粘结剂与骨料颗粒在热混捏与热压过程中相互作用原理。结果表明，石墨材料的传导性能不仅依赖于原料种类、粒度，而且与其质量百分配比也有关系。经过分析认为，粘结剂含量小于25W／％时，随着粘结剂含量的增加，石墨材料传导性能增强的原因可归结为石墨材料的骨料颗粒气孔率得到降低和颗粒间微裂纹减少所致；而粘结剂含量超过25W／％时，材料的传导性能随着粘结剂含量的增加而降低的原因可归结为骨料颗粒间粘结剂的γ组分以气态形式挥发使得材料气孔率增加所致。     

建筑节能用玻纤复合材料的制备及其性能研究

选择以环氧树脂E51为基体,玻璃纤维为增强相,间苯二胺为固化剂,玻璃纤维掺杂量为环氧树脂和固化剂总质量的0,5%,10%,15%和20%,制备出了玻纤复合材料。研究了不同玻璃纤维掺杂量对玻纤复合材料微观形貌、孔径分布、力学性能及导热性能的影响。结果表明,掺入适量的玻璃纤维后提高了环氧树脂各部分与纤维之间的结合强度,从而改善了玻纤复合材料的致密性,减小了平均孔径、孔体积和孔隙。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时,玻纤复合材料的孔洞和缺陷数量最少,结合强度和致密性最佳,孔体积最小为0.95 cm³/g,平均孔径最小为26.3 nm,孔隙率最低为0.93%。随着玻璃纤维掺杂量的增加,玻纤复合材料的抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均先增高后降低,导热系数先降低后增大。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时,抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均达到最大值,分别为45.10 MPa, 1.61%和39.60 MPa;导热系数最低为0.021 W/(m·K),保温性能最佳,在建筑节能材料的开发与应用方面具有广阔的前景。     

Artificial lightning testing on graphite/epoxy composite laminate

This study examines the evolution of damage in graphite/epoxy composite laminates due to lightning strikes. To clarify the influence of lightning parameters and specimen size, artificial lightning testing was performed on a series of laminated composite specimens. Damage was assessed using visual inspection, ultrasonic testing, micro X-ray inspection, and sectional observation. The results showed that the damage modes can be categorized into fiber damage, resin deterioration, and internal delamination modes. Damage progression is governed by the strong electrical orthotropic properties of the laminates, and the lightning parameters defining impulse waveform show strong relationship with certain damage modes, though specimen size and thickness variation barely affect damage size.     

Carbon nanofiber paper for lightning strike protection of composite materials

Carbon fiber reinforced polymer matrix composites have been increasingly used for aircraft structures. Such relatively low-conductivity composite materials need to be engineered with lightning strike protection to achieve lightning tolerance comparable to metallic components. This study developed a specialty paper made of carbon nanofibers and nickel nanostrands as a surface layer on the composite panels and explored potential replacement for existing lightning strike protection materials. The porous, flexible, non-woven papers of nanofibers and nanostrands were first prepared by the papermaking process. They were then incorporated onto the surface of carbon fiber reinforced polymer composites through resin transfer molding process. A method of applying a temporary surface barrier on the paper was developed to prevent the infused resin from breaching the paper’s surface. This minimized the resin on the composite panel’s surface and allowed its surface conductivity to remain high. The lightning strike tests conducted on these composite panels showed that lightning strike tolerance correlated to the surface conductivities of composite panels.     

石墨/环氧树脂高填充复合材料的制备和性能研究

通过溶液共混法和“真空处理-预固化-破碎-模压-加热固化”的方式制备了石墨/环氧树脂高填充复合材料.使用光学显微镜对其形貌进行了分析,研究了石墨含量对复合材料导电性能和力学性能的影响规律,确定了一种制备石墨/环氧树脂高填充复合材料可行的方法.结果表明,所制备的复合材料中石墨含量达80％,体积电阻率为10-2Ω·cm.逾...     

石墨/碳化硅/铁氧体涂层复合材料性能研究

为了开发具备良好介电性能和力学性能的多功能吸波复合材料,以涤纶针织物为基布,以环氧树脂为基体,在基布上进行石墨/碳化硅/铁氧体三层复合涂层整理,制备1.5 mm涂层厚度的柔性纺织涂层复合材料.采用介电谱仪研究了吸波剂的含量对吸波涂层材料介电常数和损耗角正切的影响.鉴于该材料多用于工程领域,采用万能材料实验机测试了该复合材料的拉伸、弯曲、剪切等力学性能.结果表明,该复合材料在低频段具备良好的介电性能,且具备一定的力学性能.     

偶联剂用量对玻璃纤维增强聚丙烯性能的影响及表征

研究了偶联剂用量对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的影响,并通过扫面电镜对玻璃纤维增强聚丙烯的界面及冲击断面进行研究.结果表明,玻璃纤维含量固定在35％时,偶联剂用量约为1％时,冲击强度最高.经偶联剂处理,可以明显增强玻璃纤维与聚丙烯基体的界面结合,改善复合材料的力学性能.     

含紧固件复合材料层压板雷击后损伤及力学性能退化试验

以含金属紧固件编织结构碳纤维/环氧树脂复合材料层压板为研究对象,通过人工模拟雷电流试验,并结合目视观察、超声损伤扫描、微米X射线三维成像及高倍显微镜等损伤检测手段,对其在雷电流直接效应作用下的损伤模式、机制及特征进行了分析,同时,采用材料力学性能试验系统,对其雷击后的静拉伸承载能力退化程度进行了评估。研究结果表明：由金属紧固件引起的"雷电流分散效应"导致含紧固件复合材料层压板雷击损伤以分层损伤为主,且损伤沿层压板整个厚度方向分布;雷击损伤的产生存在一个雷电流强度门槛值,当雷电流强度小于该值时,层压板不会出现损伤;紧固孔周围的雷击损伤在静拉伸过程中会产生"应力分散效应",导致含紧固件层压板静拉伸承载能力随雷击峰值电流的增加先提高后下降。     

复杂防雷条件下保护范围及三维模型研究

研究了复杂防雷条件下防雷保护范围模型的重建方法,提出通过保护范围平面二维轮廓线重建保护范围三维模型的基本思路。通过运用滚球法原理,详细分析了利用包络原理生成保护范围平面二维轮廓线产生的方法,并给出了相应的数学模型;研究通过二维轮廓线重建三维模型的方法。由二维轮廓线重建保护范围模型的方案不仅适合于复杂条件的防雷范围设计,同样也适合简单模型条件下的防雷范围模型,为防雷保护范围设计提供了一条新的思路。