外贴Fe3O4/CNTs杂化碳纳米纸的碳纳米管复合材料吸波性能

通过对Fe₃O₄纳米粒子接枝碳纳米管的单分散水溶液真空吸滤制备出一种新型的杂化碳纳米纸, 它与树脂浸润良好, 可以与复合材料一体成型。分别借助FE-SEM、EDS、BJH法和振动样品磁强计表征杂化碳纳米纸及其复合材料的微观形貌、元素组成、平均孔径分布和磁性能。在8.2~18 GHz频段内利用波导法测量碳纳米管共混复合材料和外贴杂化碳纳米纸/碳纳米管共混复合材料的电磁参数和吸波反射率。研究结果表明: 外贴一层杂化碳纳米纸(厚0.1 mm)后, 碳纳米管共混复合材料的磁损耗明显增加, 在8.2~18 GHz微波频段内吸波反射率基本上全部小于-10 dB(频宽大于9.7 GHz), 在15.42 GHz位置, 反射损耗峰达-43.18 dB, 远优于碳纳米管共混复合材料。     

聚氨酯/碳纳米管复合材料的疏水性能研究

采用溶液共混法制备聚氨酯(PU)/碳纳米管(CNTs)复合材料,并探讨碳纳米管含量和分散方法对PU/CNTs复合材料疏水性能的影响。实验结果表明,随机分布的CNTs丛提供了微米/纳米的双重粗糙结构,这种结构具有较大的孔隙率和比表面积,具有较强的疏水性质。PU/CNTs复合材料表面的水接触角随着CNTs含量的增加呈现先增大后减小的趋势,且当w(CNTs)=5%时水接触角达到最大值111.52°;水接触角随着分散时间的延长逐渐增大,分散超过2.0h后出现了略微的下降,最佳的分散时间是2.0h;在采用不同分散方法制得的PU/CNTs中,水接触角由高到低依次是超声分散、磁力分散、机械分散,最佳分散方法为超声分散。     

磁性多孔rGO@Co/CoO复合材料的制备和吸波性能

使用氧化石墨烯和乙酰丙酮钴为原料,用溶剂热和高温煅烧法合成了一系列三维多孔rGO@Co/CoO纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶体结构及元素组成,用拉曼光谱分析了材料内部的石墨化程度及结构缺陷,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察和分析了材料的形貌及微观结构。结果表明,煅烧温度为350、500及650℃制备的产物分别为rGO@CoO复合材料、面心立方(fcc型)rGO@Co纳米复合材料以及双晶型(fcc和hcp型)rGO@Co纳米复合材料。填充量(质量分数)为10%时,S500的吸波性能最优异,RL_min值为-74.5 dB,对应的频率为13.9 GHz,匹配厚度为2.5 mm,有效吸收带宽为6.1 GHz(10.7~16.8 GHz)。这种材料优异的吸波性能,可归因于多种损耗机制共同作用和独特的三维孔隙结构。     

CNTs/Polyester复合材料的微波吸收特性研究

研究了添加不同质量分数CNTs的聚酯基复合材料的电磁波吸收性能,初步分析了CNTs的螺旋结构和手征性质导致8～40GHz波段良好的吸收。其中厚度为1.40mm±0.05mm的CNTs/Polyester复合材料在25GHz有较强的吸收峰。     

旋转摩擦挤压法制备CNTs/Mg复合材料的组织和力学性能

通过显微硬度和抗拉强度试验、X射线衍射仪、扫描电镜和金相显微镜观察,研究经旋转摩擦挤压法制备的CNTs/Mg复合材料的组织及性能。结果表明:CNTs/Mg复合材料的组织为细小等轴晶,且随着CNTs含量的增加,复合材料晶粒尺寸逐渐细化,当CNTs含量为5%时,晶粒尺寸最小,由63μm减小至3.79μm,为AZ91基材晶粒尺寸的6.01%。经过旋转摩擦挤压加工后基材内第二相β-Al12Mg17相的量减少,CNTs的加入使复合材料中出现了Al4C3相,且第二相β-Al12Mg17相网状结构消失。加工后的镁合金抗拉强度提高,最大值为330.9 MPa,较原基材提高了90.6%,当CNTs含量小于2%时,复合材料强度高于原基材。复合材料硬度随着CNTs含量的增加呈先增加后降低的趋势,当CNTs含量为2%时,硬度最高,达101.3HV,比AZ91基材提高了40.3%。     

不同蜂窝结构对蜂窝纸板力学性能的影响

在对蜂窝纸板结构进行合理化抽象和假设的基础上,借助有限元分析软件ANSYS对不同尺寸结构的蜂窝纸板进行了特征值屈曲分析与谐响应分析。结果表明,当蜂窝边长一定时,随着蜂窝高度的增加,屈曲强度迅速下降,共振频率先下降后升高;当蜂窝高度一定时,随着蜂窝边长的增加,屈曲强度逐渐下降,但共振频率变化不大,且会在其右侧出现小峰,当蜂窝的边长与高度比在1：1附近时,共振频率最低,为88Hz。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料力学及吸能性能分析

目的 研究泡沫铝相对密度、孔径对泡沫铝-聚氨酯复合材料准静态压缩力学性能、吸能性能、吸能效率和理想吸能效率的影响。方法 将制备的泡沫铝-聚氨酯复合材料试样在万能材料试验机上进行准静态压缩试验,得出对应的应力-应变曲线,由应力-应变曲线分析材料的吸能性能、吸能效率、理想吸能效率。结果 当泡沫铝孔径一定,泡沫铝相对密度由0.350提升至0.384时,泡沫铝-聚氨酯复合材料屈服强度提升了4.38 MPa,而最大吸能效率由0.29下降至0.27,准静态压缩性能有所提高。当泡沫铝相对密度一定,泡沫铝孔径由5 mm增加至9 mm时,泡沫铝-聚氨酯复合材料屈服强度提升了6.16 MPa,而最大吸能效率由0.25升高到0.27,准静态压缩性能有所提高。结论 当进行准静态压缩时,泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能随相对密度的增大而增大,随孔径的增大而增大;泡沫铝-聚氨酯复合材料的吸能性能随相对密度的增大而增大,随孔径的增大而增大;泡沫铝-聚氨酯复合材料的最大吸能效率随相对密度的增大而减小,随孔径的增大变化微小。     

磁性多孔RGO@Ni复合材料的制备和吸波性能

以氧化石墨烯和乙酰丙酮镍为原料,用溶剂热法合成了三维多孔RGO@Ni纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶体结构和组成,根据拉曼谱分析了材料内部的石墨化程度和结构缺陷,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了材料的形貌和微观结构。结果表明,当RGO@Ni纳米复合材料的填充量(质量分数)为25%时在最小反射损耗(RL_min)和最大有效吸收带宽(EAB)方面显示出优异的EMW吸收性能;厚度为2.2 mm的RGO@Ni纳米复合材料其RL_min为-61.2 dB,而在2.5 mm匹配厚度下覆盖的EAB范围最广,为6.6 GHz(10.5~17.1 GHz)。这种复合材料优异的微波吸收性能,归因于协同效应的增强和特殊的多孔结构。     

异构结构纳米金刚石/钛基复合材料的微观组织与力学性能

目的 探究不同粗细晶比例的异构结构对纳米金刚石/钛基复合材料的物相组成、组织结构及力学性能的影响.方法 首先利用低能与高能球磨机进行粉末混合,接着利用放电等离子烧结技术对复合材料进行制备,最后采用金相显微镜、XRD、SEM、TEM、显微硬度计、材料力学电子万能试验机对复合材料的形貌、成分及力学性能进行分析.结果 复合材...     

碳纳米管/不锈钢纤维/尼龙6复合材料的制备与性能研究

采用预制母料法制备了碳纳米管/不锈钢纤维/尼龙6 (CNTs/SSFs/PA6)导电高分子复合材料,通过同轴传输线法、电压-电流法、拉伸试验、悬臂梁冲击等实验,测试并分析了材料的电磁屏蔽、电学和力学性能.研究发现:复合材料的电磁屏蔽效能随着不锈钢纤维含量的增加而增强,纤维含量在4wt％～6wt％时出现逾渗现象,纤维含量...     

碳纳米管含量对碳纳米管/聚丙烯复合材料性能及微结构制品的影响

采用稀释母料的熔融共混方式制备碳纳米管/聚丙烯复合材料(CNTs/PP)并加工出微结构面板.研究不同含量CNTs的复合材料的结晶行为、力学性能以及流变性能,得到CNTs对聚合物的增强机理,开拓CNTs复合材料在微结构制品方面的应用.结果表明:采用稀释母粒的方式,CNTs在PP基体中分散相对均匀;CNTs的加入会抑制β晶的形成,降低在(040)晶面取向度;同时也会使复合材料的结晶度从60.36％降低到53.17％.随着CNTs含量的增加,CNTs/PP复合材料的弹性模量可以提高近43％,拉伸强度可以提高近26％.CNTs含量为1wt％时,其冲击强度最高.在低剪切速率下CNTs能显著提高复数粘度,剪切速率越高,复数黏度对CNTs含量的依赖性越低.在纯PP中添加CNTs后,剪切应力明显提高,且随剪切速率的增大呈同步变化趋势.综合结果分析,选择CNTs含量低于3％进行微结构加工较为适宜.     

CNTs/Ferrite/PVDF复合材料的电磁波吸收特性

本文采用水热合成法在碳纳米管(CNTs)表面包覆了一层组分为Ni0.2Cu0.2Zn0.6Fe.1.96O4的尖晶石型纳米铁氧体(Ferrite)颗粒,并应用共混法制备了碳纳米管/铁氧体/聚偏二氟乙烯(PVDF)三相复合材料.使用矢量网络分析仪在8-18GHz的频率范围内对复合材料的复介电常数和复磁导率进行了测试,并由此计算出复合材料的反射损失率.测试结果表明,复合材料在宽约为几个GHz的频段内反射损失超过了10dB,碳纳米管/铁氧体/聚偏二氟乙烯复合材料呈现出非常良好的电磁波吸收性能.     

Preparation and Thermal Properties of Grafted CNTs Composites

Oleylamine(G18) and octanol(G8) were grafted onto the surfaces of the multi-walled carbon nanotubes(CNTs).The grafted CNTs were dispersed into palmitic acid(PA) and paraffin wax(PW) to prepare phase change composites.The heat storage/retrieval experiments showed that the composites kept stable after repeating melting and solidification for 80 times.The structure of the G18-CNT/PA and G8-CNT/PA was homogenous compared with the pristine CNT(P-CNT)/PA.The latent heat capacity(Ls) of solid liquid phase change of G18-CNT/PW was higher than that of PW while those of the G8-CNT/PW and P-CNT/PW were lower than that of PW.Compared with PA,all PA based composites with both P-CNTs and grafted CNTs decreased Ls evidently.The Ls values of G18-CNT composites in both matrices were higher than that of the counterparts of G8-CNT.The thermal conductivities of all the PA based composites in the study were higher than that of PA,as well as those of all the PW based composites.However,the thermal conductivities of the G18-CNT composites in both matrixes were lower than those of the G8-CNT composites in both matrixes at all measured temperatures.     

CVI-GSI工艺制备C/C-SiC复合材料的组成结构与力学性能

采用密度为1.0g/cm~3的C/C素坯,联合化学气相渗透(CVI)和气相渗硅(GSI)2种工艺制备C/C-SiC复合材料,研究CVI C/C-SiC复合材料中间体的密度对CVI-GSI C/C-SiC复合材料物相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明:随着CVI C/C-SiC复合材料中间体密度的增大,CVI-GSI C/C-SiC复合材料C含量增多,残余Si含量减少,SiC含量先增多后减少,CVI-GSI C/C-SiC复合材料的密度先增大后减小;随着CVI C/C-SiC复合材料中间体的密度由1.27g/cm~3增加到1.63g/cm~3时,得到的CVI-GSI C/C-SiC复合材料的力学性能先升高后降低。当CVI C/C-SiC复合材料密度为1.42g/cm~3时,制得的CVI-GSI C/C-SiC复合材料力学性能最好,其弯曲强度为247.50MPa,弯曲模量为25.63GPa,断裂韧度为10.08MPa·m~(1/2)。     

NiCo2S4/CNTs复合材料的制备及电化学性能

采用一步水热法合成NiCo2S4和NiCo2S4/CNTs复合材料,通过进行XPS、XRD以及SEM对NiCo2S4、NiCo2S4/CNTs复合材料进行物理表征,采用三电极测试体系在电化学工作站上进行电化学测试。测试结果表明：通过掺杂CNTs改变了NiCo2S4的形貌结构,NiCo2S4在1 A/g电流密度下,比电容可以达到830 F/g,在10 A/g的大电流密度下,比电容保持率仅为78.3%;而NiCo2S4/CNTs复合材料在10 A/g下的比电容保持率可达到78.6%,并且在3 A/g电流密度下循环1000次,比电容保持率高达98.2%。     

电泳沉积CNTs掺杂C/C复合材料的微观组织与弯曲性能

采用电泳沉积(EPD)在1k碳布表面均匀加载了碳纳米管(CNTs), 借助化学气相沉积(CVD)致密化碳布叠层预制体, 制备了EPD CNTs掺杂的二维(2D)碳/碳(C/C)复合材料。研究了EPD CNTs对2D C/C复合材料致密化过程、微观组织和弯曲性能的影响。研究结果表明: EPD CNTs在碳纤维表面呈现平面内高密度、杂乱取向分布特征, 该形貌CNTs降低了热解炭在碳纤维预制体内的沉积速率, 诱导了高石墨微晶堆垛高度(L_c)、低(002)晶面面内方向上的沉积有序度(L_a)热解炭的形成; EPD CNTs的掺杂可提高C/C复合材料的弯曲强度和模量: 当CNTs含量为0.74wt%时, 复合材料弯曲强度和模量可达150.83 MPa和23.44 GPa, 比纯C/C复合材料提高了31.4%和13.9%; 继续提高CNTs含量, 复合材料弯曲强度降低, 这与过高含量EPD CNTs导致复合材料密度降低有关; 同时, EPD CNTs的掺杂使得C/C复合材料断裂模式由脆性断裂转变为假塑性断裂, 复合材料断裂塑性的提高是由于EPD CNTs造成的碳基体结构的变化以及碳纤维的大量拔出。     

多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能

本文将高温碱处理多壁碳纳米管分散到环氧树脂中制成多壁碳纳米管/环氧树脂吸波复合材料,并研究了该复合材料的微波吸收性能。改变碳纳米管高温碱处理的浓度可以使复合材料的最大吸收峰向高频方向移动,与此同时,吸收峰强度和吸波频宽也有所提高,这对于调整雷达吸波材料的吸波频段、吸波强度和吸波频宽有着十分重要的意义。测试结果还表明,这种新型吸波复合材料的体积电阻率在106~107Ω.cm数量级,具有良好的抗静电的能力。     

陶瓷粉水泥基复合材料的孔隙结构和力学性能

研究了陶瓷粉对水泥基复合材料孔隙结构和力学性能的影响.实验设计了5组砂浆试件和5组硬化水泥浆体试件,水胶比为0.4,陶瓷粉质量分数分别为0％、10％、20％、30％、40％.首先测量陶瓷粉砂浆试件的抗压、抗折强度.然后利用压汞法(MIP)测量陶瓷粉砂浆试件的孔隙结构,得到总孔隙率、比表面积、孔隙尺寸分布、特征孔径等孔隙结构信息.最后利用热重分析(T G)、X射线衍射分析(XRD)及扫描电镜(SEM)测量陶瓷粉-水泥复合浆体水化产物的种类、数量、微观形貌等.研究表明:(1)在高取代率(>30％)下,陶瓷粉作为掺合料对砂浆抗压、抗折强度的影响相对稳定,甚至在水化后期相比纯砂浆试件还有所增强;(2)陶瓷粉的掺入可以明显降低临界孔径,且当陶瓷粉掺量为30％或者40％ 时,凝胶孔和小毛细孔体积明显增多,约占孔隙体积的90％ 以上;(3)化学结合水量随陶瓷粉的掺入逐渐增加,Ca(O H)2含量逐渐降低,陶瓷粉中活性铝、硅成分与复合浆体中的Ca2+和O H—离子反应生成新的C-S-A-H产物.     

纤维织构对Cf/SiC复合材料结构和性能的影响

以先驱体浸渍裂解工艺制备了Cf/Sic复合材料,在相同工艺条件下,研究了四种纤维织构:2.5D,三维四向,三维五向,三维六向对复合材料结构和性能的影响.研究结果表明,2.5D纤维织构的复合材料,其力学性能优于其它三种织构的复合材料,2.5D织构的复合材料弯曲强度达到了406.25MPa,三维四向织构复合材料弯曲强度只有128.80MPa,三维五向织构复合材料159.74MPa,三维六向织构复合材料150.42MPa,并结合纺织学的结构理论对这种影响进行了剖析.     

两次挤出制备尼龙66/纳米SiO2复合材料及其结构与性能

通过双螺杆两次挤出技术制得了尼龙66/SiO2纳米微粒复合材料,发现二次挤出的复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量、简支梁缺口冲击强度较纯尼龙66均有很大程度的提高,并通过动态力学热分析研究了复合材料的动态力学性能,复合材料的储能模量及玻璃化转变温度均有不同程度的提高。借助SEM分析了复合材料的拉伸断面形貌,并用DSC研究了复合材料的结晶行为。