超声波在碳纤维水泥基材料制备中的应用研究

为提高碳纤维在水泥基复合材料中的分散性,提出了两种改进的超声波辅助制备工艺——超声波分散纤维和超声波分散纤维加少量硅灰.应用电阻测试法评价了这两种工艺对碳纤维水泥浆的匀化效果,同时研究了超声波处理时间对复合材料匀化效果的影响.研究结果表明:由于超声波空化作用和机械作用可使纤维得到预分散,两种改进的超声波辅助制备工艺都可以提高碳纤维水泥基复合材料的均匀性;而且超声波处理时间越长,匀化效果越好,但达到一定时间后,匀化效果趋于饱和.     

碳纤维水泥基材料的机敏特性研究

水泥基材料是一种高电阻率的惰性材料,通过掺入一定体积含量(0.2 vol%~1.2 vol%)的短切碳纤维,可显著提高其电导率。本文作者研究了碳纤维水泥基材料表观电导特性与其内部微观结构的关系,探讨了电阻率的变化与材料所受外部荷载的关联性。结果表明碳纤维水泥基材料具有实时诊断内部损伤的机敏性:当水泥基材料内部裂纹产生或扩展时,表现为材料电阻率上升;而当水泥基材料内部裂纹闭合时,其电阻率下降。碳纤维水泥基材料的电阻变化与所受荷载呈良好的线形关系;而不含碳纤维的普通水泥基材料在整个受荷过程中,其电导特性则无明显变化。碳纤维水泥基材料电导特性的变化反映了水泥基材料内部损伤状况丰富的信息,根据这一特性可以及时预报水泥基材料内部潜在的损伤状况,有效地防止灾难性的破坏。     

气相生长碳纤维在水泥基材料中的分散性研究

以脱油沥青(DOA)为原料,采用化学气相沉积法(CVD)制备出气相生长碳纤维(VGCFs).利用硬化试件电阻测试法和硬化试件断面形貌法.测试了VGCFs增强水泥的电阻率、变异系数和断面扫描电镜形貌,考察了3种不同制备工艺下VGCFs在增强水泥复合材料中的分散性.结果表明,先将分散剂、消泡荆、VGCFs在水中预分散再加入超细矿粉和水泥的搅拌工艺分散效果最好,干混法与湿混法较差.采用合理的制备工艺(预分散法),当VGCFs掺量为0.2%(体积分数)时可制得纤维均匀分散、电阻率小、变异系数小的VGCFs增强水泥.     

复合型导电高分子材料导电机理研究及电阻率计算

综述了复合型导电高分子材料的导电机理，描述了电子的微观传输过程；总结了计算电阻率的两种常用方法──渗流理论和量子力学隧道效应，分析了计算电阻率的各种模型和计算方法。     

粉煤灰对水泥基材料水化过程电阻率的影响研究

本工作研究了粉煤灰掺量分别为0%、20%、40%时水泥浆体在72 h龄期内的电阻率、孔溶液离子浓度和孔结构的变化规律。结果表明,不同粉煤灰掺量的水泥浆体电阻率变化曲线会发生交叉,在交点之前,水泥浆体的电阻率随着粉煤灰掺量的增大而增大,在交点之后,随着粉煤灰掺量增大,水泥浆体的电阻率减小;掺入粉煤灰使得孔溶液的pH值降低,液相离子浓度减小,浆体总孔隙率增大。随着粉煤灰掺量的增大,水泥浆体的液相离子浓度变小,而孔隙率变大,受这两个因素的双重影响,不同粉煤灰掺量的水泥浆体的电阻率变化曲线产生交叉。     

气相生长碳纤维增强水泥基复合材料的制备及性能

研究了脱油沥青(De-oiled asphalt)基气相生长碳纤维(VGCFs)增强水泥基复合材料的制备方法及其性能。以脱油沥青作原料,采用化学气相沉积法(CVD)制备出气相生长碳纤维,以此纤维制备水泥基功能复合材料。结果表明:低含量VGCFs的碳纤维增强水泥基复合材料具有良好的抗压强度和导电性能,在VGCFs的掺量由0增至0.6 %范围内,随着VGCFs掺量的增加,碳纤维增强水泥基复合材料的电阻率下降,抗压强度提高。当VGCFs为0.4 %时,VGCFs水泥基复合材料电阻率降低2个数量级,从3.25 ×105 Ω·cm 降为1.49 ×103 Ω· cm ,抗压强度提高28.8 %,为最佳掺量。      

碳纤维水泥基机敏复合材料的电阻测试研究

研究四电极法中电极位置、电流大小、交直流等对碳纤维水泥基复合材料(CFRC)圆柱试样电阻率测试的影响.研究表明,四电极法测CFRC电阻率时,只有当电流电极离电压电极不小于两电压电极之间的距离时,电流电极的位置不影响电阻率的测试结果.当电流小于1 mA时,电流大小对电阻率测试结果影响较小.采用交流电流测得的电阻率比用直流测得的值小;采用两电极法时,CFRC不同部位间的电阻不满足叠加关系,而用四电极法测试时则满足叠加关系.CFRC在密实成型过程中,碳纤维在水泥石中沿高度不均匀分布.     

基于炭纤维水泥基材料电阻率变化的水化进程监测

研究了水化过程中空白水泥石与炭纤维水泥石的电阻特性,探讨了炭纤维水泥石的电阻率与其自身水化进程以及强度的关系,并对掺加早强剂和热养护炭纤维水泥石的电阻率与水化进程以及强度之间的关系进行了进一步的探讨。研究结果表明:水化过程中水泥石的极化作用较强,测试时不能获得稳定的电阻率,掺入质量分数0.30%以上的炭纤维后可以获得稳定的测试电阻。纤维掺量为0.35%的水泥石的电阻率与水化进程呈线性关系。掺加早强剂和热养护的炭纤维水泥石的电阻率与水化进程同样呈现线性关系。应用炭纤维水泥基材料电阻率对其自身水化进程的监测是可行的。     

导电掺和料形态与水泥基材料压敏性的相关性

研究了含有碳纤维、石墨、钢纤维的水泥基材料的导电性及其在压应力作用下电阻率的变化规律;探讨了掺有导电掺合料的水泥石电阻率的变化机理。研究表明,水泥基材料具备压敏效应的前提条件是其导电网络达到渗流区,而碳纤维由于长径比大、密度小,极小掺量即可使水泥石进入渗流区,产生压敏效应。      

导电功能集料碳纤维水泥基复合材料及其压敏性能

利用石墨粉和粘土基质烧制成导电陶粒,与碳纤维共同组成复合导电相,制备得到导电功能集料碳纤维水泥基复合材料。采用Instron5882材料试验机,动态电阻应变仪和直流稳压电源测试系统研究了其压敏性,发现压应力对其电阻值有显著影响;从开始加载至破坏全过程电阻值变化表现出均匀下降、平衡和迅速上升3阶段;在低加载应力循环下材料电阻变化值与应力有良好相关性,高加载应力循环下因损伤裂纹的不可复原性而使电阻出现不可逆增加;加载速率对电阻变化也有影响,低加载应力时加载速率影响较小,高加载应力时影响较大。     

Electrical Resistivity and Thermal Conductivity of Pure Aluminum and Aluminum Alloys up to and above the Melting Temperature

Experimental improvements of a four-probe technique to measure the electrical resistivity of molten metals led to an improvement of the measurement uncertainty to less than 6%. Measurements of pure Al and AlSi-, AlSiMg-, and AlSiCu-alloys with a systematic variation of individual components are described. The problem of the calculation of the thermal conductivity has been investigated, and the resulting values of the binary system have been discussed in terms of behavior during melting and solidification. There is a remarkable difference of the thermal conductivity before melting and after resolidification. Paper presented at the Seventeenth European Conference on Thermophysical Properties, September 5–8, 2005, Bratislava, Slovak Republic.     

高技术功能薄膜材料电阻率测试新法及微机测试系统

介绍一种适于测量几何形状无规则的薄形样品电阻率的改进直流四探针法(IFPM),同时提出了带背底样品的测试实验修正原理和方法。采用具有标准IEEE—488接口和24路I/0控制接口的PC/XT微机和智能数字仪表组成测试实施系统,在Solartron35 system上用范德堡法(VDPM)和在本系统上用IFPM法对同一块硅单晶片进行了对比测试,二者偏差为4.3％。采用该法还测试研究了直流电弧等离子体喷射技术在陶瓷基底上制备的1μm厚铜-聚丙炔腈(Cu-PPN)金属有机导电薄膜的电阻率与温度的关系,结果表明Cu-PPN薄膜具有非晶半导体的扩展传导机制。研究表明,IFPM法对目前不能沿用传统技术的高技术薄膜材料电阻率测试是一条有效的途径。     

石墨烯/水泥基复合材料的制备与性能

采用机械球磨法制备石墨烯(Graphene),分别使用马尔文激光粒度仪(Zetasizer Nano ZS)、XRD、SEM等技术手段对其进行结构表征与分析。同时将制备得到的石墨烯与硅粉共同加入水泥中,并使用耐驰436导热仪和电液伺服压力试验机测试其导热性能和力学性能,探讨了石墨烯纳米片在水泥中的导热机理。实验结果表明:在有硅粉(SF)存在的条件下,当石墨烯掺量为0.5%wt时,复合材料的导热率为0.56W/(m·K),3d、7d和28d的抗压强度分别为34、46.2和58.4MPa,与空白样相比,导热率提高了60%,抗压强度分别提高了10.4%、15%和10.8%。硅粉辅助石墨烯在水泥中的分散,形成导热通路,提高了复合材料的导热性能。     

Measurement of Specific Heat Capacity and Electrical Resistivity of Industrial Alloys Using Pulse Heating Techniques

The determination of the specific heat capacity and electrical resistivity of Inconel 718, Ti-6Al-4V, and CF8M stainless steel, from room temperature to near the melting temperatures of the alloys, is described. The method is based on rapid resistive self-heating of a solid cylindrical specimen by the passage of a short-duration electric current pulse through it while simultaneously measuring the pertinent experimental quantities (i.e., voltage drop, current, and specimen temperature). From room temperature to about 1300 K, the properties are measured using an intermediate-temperature pulse-heating system by supplying a constant current from a programmable power supply and measuring the temperature using a Pt-Pt:13% Rh thermocouple welded to the surface of the specimen. From 1350 K to near the melting temperatures of the alloys, the properties are measured using a millisecond-resolution high-temperature pulse-heating system by supplying the current from a set of batteries controlled by a fast-response switching system and measuring the temperature using a high-speed pyrometer in conjunction with an ellipsometer, which is used to measure the corresponding spectral emissivity. The present study extends the application of these techniques, previously applied only to pure metals, to industrial alloys.     

晶片电阻率测试系统校准方法

文章对晶片电阻率测试系统的原理、结构及计量特性进行了阐述,给出了校准晶片电阻率测试系统的方法,并对本系统测量结果不确定度进行了评定。     

制备工艺条件对泡沫镍电阻率的影响

本文探讨了不同的工艺条件对有机多孔体电沉积法所制泡沫镍电阻率的影响。发现两种导电化处理结果相差很大,化学镀镍所得产品的电阻率明显高于浸涂石墨基导电胶所得产品。而去除有机体的热处理,先在空气中短时间预烧再还原烧结,比直接在还原气氛中热解烧结所得产品的电阻率有所降低。     

Electrical Resistivity of Undercooled Liquid Cu-Ni Alloys

Measured values for the electrical resistivity of undercooled liquid Cu-Ni alloys of different compositions are presented. The experiments were performed in a facility that combines the containerless positioning method of electromagnetic levitation with the contactless inductive resistivity measurement technique. For high nickel concentrations, i.e., for the liquid Cu₂₀Ni₈₀ and Cu₄₀Ni₆₀ alloys, the electrical resistivity shows, as well as for pure nickel and pure copper, the typical linear temperature dependence in the whole range from above to below the liquidus temperature. A significant deviation from the linear behavior occurs for liquid Cu₆₀Ni₄₀ and, less distinct, also for liquid Cu₈₀Ni₂₀. This is explained by a formation of nickel associates in the melt that influence the scattering cross section of the conduction electrons.     

液态金属电阻率及热电势的测量

利用电阻率及热电势等物理性质研究液态金属及液态合金的前提是得到高精度的数据,而数据精度取决于测量方法。主要介绍了测量电阻率所常用的接触法和非接触法,测量热电势的微差法及各种方法的优缺点。     

提高电工圆铝杆抗拉强度和导电性能的措施

从生产角度分析了电工圆铝杆电阻率和导电性能的影响因素,探讨了电工圆铝杆抗强度和电阻率的内在关系,并接结合生产实践提出了合理的铝液成份,适当净化、精炼、铸坯工艺是提高抗拉强度,降低电阻率的主要工艺措施。     

Crystallization Study of Cu_(56)Zr_7Ti_(37) Metallic Glass by Electrical Resistivity Measurement

In this paper,the crystallization behaviour of amorphous Cu56Zr7Ti37 alloy using thermal electrical resistivity(TER) and differential scanning calorimetry(DSC) studies has been described.Isochronal TER and DSC measurements indicate that crystallization occurs in two stages.Isothermal crystallization studies of the alloy by TER show that the kinetics conforms to Johnson-Mehl-Avrami model.Avrami exponents derived from kinetics,between 1.1 and 1.2,imply that the crystallization processes are diffusion controlled with near zero nucleation.Activation energy has been found to increase with the transformed volume fraction.A plausible explanation has been presented by separating the contributions due to nucleation and crystal growth towards total activation energy.