碳纤维表面改性技术研究进展

碳纤维因其优良的综合性能而用作树脂基体的增强相。其复合材料凭借其优异的性能特征,在日常生活中应用十分广泛,但由于碳纤维表面化学性呈惰性,缺乏具有化学活性的官能团,与复合基体的粘结性较差,因此必须对碳纤维进行表面改性处理,以提高其与树脂基体的界面结合能力。综述了国内外关于碳纤维表面改性技术的研究进展,概述了常规改性方法和新型改性方法如等离子处理法、能量束处理法和稀土处理法等改性方法对碳纤维增强复合材料性能的改性效果并分析了这些方法的优缺点。     

碳纳米材料增强钛基复合材料研究进展

碳纳米材料(carbon nanomaterials)具有优异的力学、导热、导电等性能,且强度、模量与导热率远高于现有金属材料,是金属基复合材料增强体的最佳选择之一。将碳纳米材料和钛合金复合,通过调整碳纳米增强相的含量和分布等,有望大幅提高钛基体的力学强度、导电、导热等性能,获得性能优异的结构功能一体化材料。然而,碳与钛化学相容性差,成型过程中二者易发生化学反应,导致碳纳米增强相结构被破坏。因此,如何调控碳纳米增强相与钛基体之间的界面反应成为提升复合材料性能的关键。基于此,综述了利用粉末冶金法制备碳纳米材料增强钛基复合材料的国内外研究进展,介绍了制备纳米碳-钛复合材料的成型工艺,并探讨了其界面结构和性能;最后总结了纳米碳-钛复合材料现阶段的突出问题和可能的解决方案,并展望了未来纳米碳-钛复合材料的发展方向。     

碳微球负载钌纳米颗粒复合材料的化学镀制备

以碳微球(CMSs)为研究对象,首先通过不同的氧化方法对CMSs进行表面改性,再利用SnCl2敏化溶液对改性CMSs进行敏化.最后采用化学镀的方法制备Ru纳米颗粒/碳微球(Ru/CMSs)复合材料.考察了不同改性方法和敏化液用量对CMSs表面化学镀Ru的影响.采用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、热重分析和红外光谱等对产物的结构和形貌进行了表征和分析.结果表明,经400"C空气氧化改性后的CMSs制备出的Ru/CMSs样品纳米金属粒子均匀细小且加载率也较高;在其它条件不变的情况下,经0.5mol/L敏化液敏化处理制备的Ru/CMSs样品形貌最好.约15nm的钌纳米颗粒均匀地加载到碳微球表面.     

MnO2/CMSs复合材料的制备及其电化学性能

采用0.1 mol/L的KMnO4和0.1 mol/L的HNO3对化学气相沉积法合成的碳微球(CMSs)进行氧化后,在CMSs表面包覆MnO2层得到MnO2/CMSs复合材料,用H2C2O4洗涤MnO2/CMSs复合材料得到氧化CMSs。通过场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X射线衍射仪等对产物的形貌和结构进行表征,观察了氧化前后CMSs在水和乙醇中的分散性,并采用循环伏安法测试了MnO2/CMSs复合材料的电化学性能。结果表明:经KMnO4和HNO3处理的CMSs表面包覆有MnO2层,MnO2的负载率约为60%。MnO2/CMSs复合材料在中性溶液中有一定的电容性能;经H2C2O4洗涤后得到氧化CMSs,其表面引入了含氧官能团,使其在水和乙醇中均表现出良好的分散性。     

KH-570改性碳微球

碳微球(CMSs)是非常重要的碳功能材料之一,具有独特的结构和优异的物化性能,是材料科学领域的一个研究热点.用正硅酸乙酯作为前驱体对碳微球进行表面改性,利用改性后CMSs表面的羟基官能团与硅烷偶联剂KH-570进行反应,制备硅烷化修饰的CMSs,以期进一步合成温敏性聚合物.用扫描电子显微镜、红外光谱仪和热重分析仪对样品形貌和结构进行了表征.结果表明,硅烷化后的CMSs表面已接枝上双键,为CMSs的进一步功能化奠定了基础.     

高体分SiC颗粒增强镁基复合材料的显微组织与力学性能EI北大核心

预先对SiC颗粒增强体进行表面氧化处理,然后采用压铸浸渗法制备了体积分数为51.5%的SiCp/Mg-6Al-0.5Mn复合材料。通过压缩性能测试、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了复合材料的显微与力学性能。结果表明,在基体Mg-6Al-0.5Mn合金掺入51.5%体积分数的SiC颗粒预制块后,复合材料的组织致密,分布均匀,其断裂方式包括界面脱开、基体韧断和增强体开裂。SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Mg2Si化合物。同时,适度的预氧化可以提高基体与颗粒之间的界面结合强度,从而使复合材料抗拉强度得到提高。     

含碳纳米管、石墨烯的PTFE基复合材料摩擦磨损性能

对碳纳米管和石墨烯进行了表面羧基、氨基接枝改性,并制备了碳纳米管/聚四氟乙烯和石墨烯/聚四氟乙烯复合材料。利用表面官能团的供电性和聚四氟乙烯表面氟的强电负性的诱导效应,改善了纳米增强体在基体中的分散性,并实现了纳米增强体/基体界面的强化。复合材料摩擦磨损性能研究结果显示,两类碳系纳米增强体中,均为经过氨基化接枝改性者对复合材料摩擦磨损性能的改善效果最优,而未经改性的增强体最差。两种复合材料均为增强体含量为1%(质量分数)时磨损率最低。碳纳米管在PTFE基体中可有效承载,避免基体在载荷剪切下形成的微观撕裂,使得复合材料的磨损率明显降低,最大降幅为69.6%;石墨烯除具有承载功能外,还可以有效地形成转移膜,降低复合材料摩擦系数,复合材料磨损率的降幅更高达73.9%。     

紫外光辐照氧化碳微球

采用紫外光辐照不同氧化剂体系对碳微球(CMSs)表面进行化学修饰,引入含氧官能团以改善其表面惰性。利用场发射扫描电子显微镜对样品进行形貌分析,通过红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱和酸碱滴定法对处理后样品表面的含氧官能团进行定性和定量分析,并观察了氧化后CMSs在乙醇中的分散性。结果表明:UV辐照下3种氧化体系(H2O2,H2O2+HNO3,H2 O2+H2 SO4)修饰的CMSs表面均引入了含O官能团;相对而言,UV/H2 O2+H2 SO4体系氧化处理的CMSs表面引入的含氧官能团总量最多,这为碳材料提供了一种新型高效的氧化技术。     

重油残渣基新型碳功能材料的研究进展

综述了以重油残渣为原料,采用化学气相沉积法、共炭化法和微波等离子体法可控制备气相生长碳纤维、碳微球、内包铁洋葱状富勒烯、纳米碳管、内包金属碳微米颗粒及定向碳纳米薄膜等各种高附加值碳材料;采用等离子体氧化法、酸处理法、化学还原法等方法对气相生长碳纤维和碳微球进行表面修饰,在产物表面引入含氧官能团,解决了可溶性碳材料的制备问题;在碳微球表面引入Pt纳米颗粒,使重油残渣基新型碳材料在表面修饰和功能化后可望成为性能优异的吸附和催化材料.     

电化学氧化/硅烷偶联剂处理碳纤维表面增强聚氨酯基复合材料的性能研究

通过两步法制备了改性碳纤维/聚氨酯复合材料。探究了电化学氧化处理法与表面涂层法相结合的一种新型改性方法对碳纤维增强聚氨酯基复合材料性能的影响。通过对碳纤维进行电化学氧化在表面引入含氧官能团,改善碳纤维表面活性。随后向电化学氧化改性的碳纤维施加硅烷偶联剂溶液,在修复碳纤维表面损伤的同时通过化学反应将碳纤维与聚氨酯桥接在一起,提高碳纤维与聚氨酯界面结合性能。结果表明：经电化学氧化/硅烷偶联剂处理后的复合材料对比原始碳纤维聚氨酯复合材料及仅电化学氧化碳纤维聚氨酯复合材料抗拉性能分别提高了83.5%与73.5%,力学性能提升显著。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

可燃气体检测报警器测量结果的不确定度评定

本文详细介绍了可燃气体检测报警器示值误差测量结果的不确定度评定方法。     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。     

心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定

本文介绍了心电图机电压测量示值误差测量值的不确定度评定与表示方法。