填料种类对炭/石墨材料性能和微观结构的影响

分别利用炭黑、石油焦、针状焦和天然石墨粉为填料,煤沥青为黏结剂,经模压成型(150MPa,10min)、炭化(1300℃,1h)和石墨化(2300℃)制备炭/石墨材料.考察了填料类型对最终炭/石墨材料物理性能和微观结构的影响.研究结果表明:利用炭黑为填料所制材料具有较高的机械强度,但其导热和导电性能相对较差;经石墨化后(2300℃),其抗弯和抗压强度分别达到88.0和173.2MPa.而以天然石墨粉为填料所制材料具有较好的导热和导电性能,在室温下其导热率达到278W/m · K;另外,其抗弯和抗压强度分别达到51.1和90.2MPa.微观结构分析表明,以天然石墨粉为填料所制得的材料具有最大的微晶尺寸和高度的取向性.     

二次锂电池NiS正极材料的制备及性能研究

以NiCl2.6H2O和硫代乙酰胺(TAA)为反应物,通过化学合成法成功制备了NiS正极材料。采用XRD和SEM对材料进行了表征。结果显示,合成的材料颗粒均匀,分散度高。通过充放电测试及循环伏安测试表征其电化学性能。在电流密度为0.1mA.cm-2,充放电区间1.0~3.5V时,该材料首次放电比容量为554mAh.g-1。     

锂离子二次电池固体电解质材料发展现状及展望

简述了锂离子二次电池的发展、组成及工作原理。重点介绍了锂离子二次电池中聚合物电解质分类,导电原理、性能以及发展方向。作为新型锂离子电池的电解质材料,聚合物电解质的性能较液体电解质有更大的发展潜力。     

利用原状脱硫石膏制备石膏基高强胶凝材料的性能研究

以未经处理的原状脱硫石膏制备石膏基高强胶凝材料,分析了原状脱硫石膏的化学组成、物理性质、颗粒形貌等理化特性.探讨了消化时间对石膏基高强胶凝材料的力学性能的影响,确定了消化时间为18 h的制备工艺参数,测试了材料的力学性能、耐久性能、收缩性能,结果表明:石膏基高强胶凝材料具有良好的力学性能、耐水性、抗冻性和收缩性.利用XRD、扫描电镜、压汞法等分析手段,分析了胶凝材料的反应机理、水化过程、水化产物、孔结构.     

水泥基混杂自修复微胶囊的二次修复特性与机理

以水泥基混杂微胶囊为研究对象,采用环扫电镜(ESEM)、激光粒度分布仪(LA)、激光共聚焦显微镜(LSM)分别表征其微观形貌、颗粒特性和修复特征,采用强度恢复率、孔结构分析水泥基混杂微胶囊的二次修复能力。结果表明：缓释微胶囊囊壁孔洞分布均匀,具有缓慢释放和多次释放特点;普通微胶囊表面粗糙易破裂,具有快速释放和破裂释放特点。水泥基混杂微胶囊一次强度恢复率相比单掺缓释微胶囊提升28.72%,二次强度恢复率相比单掺普通微胶囊提升252.34%。水泥基混杂微胶囊具备快速修复能力且可以实现二次修复,二次修复主要是缓释微胶囊发挥作用。     

碳包覆磷酸铁锂二次介孔微球的制备及其电化学性能

为提高磷酸铁锂的比容量和振实密度,采用简单易控制的水热法,以廉价的三价铁盐为铁源,制备具有碳包覆的二次介孔磷酸铁锂微球材料。应用X射线衍射和扫描电镜研究了二次介孔微球的微观结构和形貌。这种独特的等级结构微球能够紧密堆积,具有较高的振实密度,同时介孔有助于电解液进入微米球内部,利于电解液与活性物质的充分接触,从而使得材料表现出较好的电化学性能,在1C、5C、10C和20C时的比容量分别是137mAh.g-1、118mAh.g-1、109mAh.g-1和102mAh.g-1。     

二次通用旋转组合设计法优化水溶性壳聚糖 / 纤维素复合膜的制备工艺

采用二次通用旋转试验设计,对水溶性壳聚糖/纤维素复合膜的制备工艺进行了优化,建立了复合膜的拉伸强度与水溶性壳聚糖质量分数、纤维素质量分数、甘油浓度的二次回归数学模型,并利用该模型探讨了各因素对复合膜的拉伸强度的影响。结果表明,各因素对复合膜的拉伸强度作用大小依次为纤维素质量分数>甘油质量分数>水溶性壳聚糖质量分数;水溶性壳聚糖质量分数为3.6%,纤维素质量分数为2.5%,甘油质量分数为10%时,复合膜的性能最优,在该条件下,复合膜的拉伸强度为0.801 MPa,伸长率为15.2%,且柔软度为288 mN。     

PET/二次改性蒙脱土纳米复合材料的制备与力学性能

用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)改性磷系蒙脱土(PMMT),并用二次改性的PMMT改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET).分析改性后的复合材料,结果表明TDI与蒙脱土表面有化学键形成,并且由于TDI的包埋,蒙脱土层间距从3.62 nm下降到3.25 nm.在原位反应中表层高活性的终端氰酸酯基能提高PMMT和PET之间的相容性,并且使得蒙脱土在聚合物基体中均匀分散.同时,层间的对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)反应所产生的聚合热能够使粘土层扩张.二次改性后的蒙脱土赋予复合材料更好的力学性能,拉伸强度提高38％以上,弯曲强度、弯曲模量都提高40％以上,但断裂伸长率有所下降.     

二次生长法在大孔管状载体上制备[Co(Im)_2]_∞膜

以水为溶剂在室温条件下制备出大小为500nm的[Co(Im)2]∞晶体,粒径分布比较均匀,适宜作为成膜的晶种.利用二次生长法在大孔管状α-Al2O3载体上制备致密连续的[Co(Im)2]∞膜,并考察了成膜时间、合成液浓度对成膜的影响.采用SEM,XRD和单组分气体测试对膜的形貌和气体分离性能进行表征.通过SEM显示[Co(Im)2]∞膜无缺陷,膜层厚度约为9μm.由单组分气体渗透测试可知,室温条件下H2的渗透通量达到1.1×10-8 mol/(m2·s·Pa),H2/CO2,H2/N2和H2/CH4的理想分离系数分别7.8,9.1和7.9,超过努森扩散系数.     

新型锂电池负极复合材料硅/无定形碳/碳纳米管的制备及性能研究

通过高温裂解蔗糖混合纳米硅和碳纳米管,得到硅/无定形碳/碳纳米管复合材料.实验结果表明,复合材料的首次放电容量高达1315.4mAh/g,首次充放电效率为72.4%,经过20次充放电循环后可逆容量仍高达830.5mAh/g.具有良好弹性的碳纳米管组成的网状结构使复合材料能保持较好的形貌,而碳纳米管优良的导电性可以使更多...     

膨胀石墨基镍/炭复合物(英文)

NiO粒子修饰的压缩膨胀石墨(EGNiO)浸以煤焦油沥青,经550℃裂解,继而800℃水蒸气活化,制得Ni/C复合物块体。应用TEM考察了复合物中含Ni纳米粒的微结构排列方式。以N2吸附测定分析了复合物的比表面积和孔隙度。以2,2,3—三甲基戊烷脱氢裂解模型反应评估了复合物的催化活性并与EGNiO常规H2处理获得的参照物的活性做了比较。     

Highly conductive graphite/carbon fiber/cellulose composite papers

Papermaking techniques were used to produce graphite/carbon fiber/cellulose fiber composite papers with tunable electrical conductivity and good mechanical properties.     

锂离子电池用硅/石墨/碳复合负极材料的电化学性能

采用湿法混料及高温热解法制备了锂离子电池用硅/石墨/碳复合负极材料,并研究了不同配方的复合材料结构及电化学性能。研究发现,硅含量为20%(质量分数)时,复合材料首次可逆容量为865mAh/g,循环30次后仍为757mAh/g,容量保持率可达88%,大大改善了硅基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。     

石墨/树状大分子复合材料的分子动力学模拟

在COMPASS(Condensed-phase optimized molecular potentials for atomistic simulation studies)力场下, 对以氨(Amine)、 丁二胺(Butanediamine)为核的1代~3代(1G~3G)石墨/树状大分子纳米复合材料进行了分子动力学模拟(Molecular dynamics simulation)。介绍了复合体系的构建过程及分子动力学模拟细节, 从微观构形、 能量变化研究了正则系综(恒定的NVT)中6种插层复合物的稳定性及其机理, 最后利用径向分布函数(Radial distribution function)对能量变化结果进行了分析。结果表明, 当树状大分子体积较小时, 石墨层容易弯曲, 体系能量较高, 导致复合体系不稳定; 随着树状大分子代数的增加, 石墨层形变减小, 体系能量降低, 3代时树状大分子体系最稳定。      

石蜡/膨胀石墨复合相变储热材材料的性能研究

以石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构,利用膨胀石墨的多孔吸附特性,制备出了石蜡含量90%(质量分数)的石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料.采用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PM)、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热分析(DSC)对复合相变储热材料的结构和性能进行了表征.结果表明,膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态,石蜡被膨胀石墨微孔所吸附,在石蜡质量含量为90%时仍保持定型特性;复合相变储热材料没有形成新物质,其相变温度与石蜡相似,相变焓与基于复合材料中石蜡含量的相变焓计算值相当.     

Characterization of interlaminar shear failures of graphite/epoxy composite materials

Research undertaken to develop a more fundamental understanding of interlaminar shear failure in laminated graphite/epoxy composites is described. A test method capable of producing a state of pure interlaminar shear stress within a specified region of a composite test specimen was devised. The test method consisted of the four-point flexural testing of a unique test sample constructed of a coupon of Hercules AS4/3501-6, unidirectional, graphite/epoxy material bonded between two strips of steel using a room-temperature-curing epoxy adhesive. The major advantage of the test method is that the interlaminar shear failure of the composite coupon results from an induced state of pure shear stress, rather than from damage resulting from a complex stress state affecting the region of loading as typically occurs in the case of conventional flexural-type shear tests. The resulting shear failures were characterized with respect to fracture surface appearance, mode of failure, and stress state on the failure plane. A specially designed crack detection device was used to determine the site of fracture initiation and the direction of crack propagation.     

超级电容器复合材料MnO2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α-MnO2*nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征.循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α-MnO2*nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为.随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定.     

Prediction of interlaminar shear strength of a thermally aged carbon/epoxy composite material by Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy

Photoacoustic spectroscopy was used to predict the interlaminar shear strength of a carbon/epoxy composite. Samples were artificially aged by exposing the samples to elevated temperatures in an air environment. Short-beam shear tests were performed to determine mechanically the interlaminar shear strength of the samples. Photoacoustic spectra of the samples were also collected and compared to mechanical data. Chemometrics were performed on the spectral and mechanical data, and a good correlation was found between the near surface chemistry of the composite and overall mechanical integrity.     

以石墨为母体的硅碳核壳复合负极材料的制备及性能研究

通过喷雾干燥和高温热解法,成功制备了不同有机碳源包覆的硅碳核壳复合负极材料。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了材料的组成和形貌;用恒电流充放电(CC)、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)表征了硅碳核壳复合材料的电化学性能,测试结果表明柠檬酸、酚醛树脂和葡萄糖作为有机碳源包覆硅碳复合材料的电化学性能相对于传统石墨材料都有明显改善,而葡萄糖为有机碳源制备的硅碳核壳复合材料具有最高的首次效率和容量保持率。