原位插层聚合法制备聚苯胺/蒙脱石纳米复合导电材料的研究

采用原位插层聚合法制备聚苯胺/蒙脱石纳米复合材料,研究了蒙脱石的用量、掺杂剂盐酸的用量、反应温度和反应时间等对复合材料导电性能的影响。结果表明:当蒙脱石与苯胺(苯胺用量5.1g)的质量比为0.09,2mol/L盐酸的用量为50mL,20℃条件下反应6h,所得复合材料电导率最大,达2.51S/cm。利用XRD、FT-IR、TG和SEM等手段对该条件下制备的纳米复合材料进行了表征。本实验研究对于蒙脱石的深加工应用和聚苯胺/蒙脱石纳米复合材料的制备具有重要的意义。     

聚苯胺/凹凸棒石纳米导电复合材料的制备及性能研究

首先以纳米凹凸棒石(ATP)为核体,盐酸为一次掺杂剂,原位合成盐酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料(HCl-PANI/ATP),然后在氨水溶液中脱杂,再以磺基水杨酸(SSA)为二次掺杂剂,制备了磺基水杨酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料(SSA(HCl)-PANI/ATP)。利用热分析(TG-DTA),傅立叶红外光谱(FTIR),X-射线衍射(XRD),粒度分布和电导率测试等手段对产物进行了结构表征和性能研究。结果表明,与HCl-PANI/ATP相比,二次掺杂将复合材料的体积电阻率从10Ω·cm降到2Ω·cm,导电稳定性从90℃提高到120℃,平均粒径从383.8nm降到261.6nm;与传统掺杂工艺相比较,SSA的使用量大约降低了33.3%。     

磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料的制备及表征

本实验用盐酸活化凹凸棒石,然后采用化学沉积法制备磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料,探讨了磷酸铝用量、反应体系pH值、反应温度和反应时间等因素对磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料白度的影响,并采用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱、BET-比表面分析技术对纳米复合材料进行了表征.结果表明,磷酸铝/凹凸棒石纳米复合材料合成的最佳工艺条件为:磷酸铝用量占纳米复合材料总质量的60％,反应温度90℃,反应时间50 min,反应体系pH值控制在8.5.在此最佳工艺条件下所得的纳米复合材料与原凹凸棒石相比,白度由52％提高到86.6％;凹凸棒石经酸化和磷酸铝包覆之后结构没有发生改变,磷酸铝以非晶态形式均匀包覆于凹凸棒石表面,磷酸铝与凹凸棒石之间的作用为物理吸附,没有化学键的结合.     

聚苯胺/凹凸棒石/聚砜复合膜电极的制备及其电化学性能研究

采用化学原位聚合法合成了盐酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石(PANI/ATP)纳米导电复合材料。以聚砜(PSF)为成膜剂制得聚合物溶液,并定量滴加到玻碳电极上制得PANI/ATP/PSF复合膜电极。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对样品形貌、结构进行表征。利用循环伏安法、交流阻抗及恒电流充放电技术研究其电容性能。结果表明,多孔结构的PANI/ATP/PSF复合材料在1mol/L H2SO4溶液中具有良好的电容性能,在0.5A/g的电流密度下比电容可达到465F/g,且该超级电容器具有较小的内阻和良好的循环稳定性。     

玄武岩纤维增强铝基复合钻杆材料的制备研究

针对铝合金钻杆耐磨性和耐腐蚀性差导致其难以在深部钻井中应用的技术难题,本文以7075铝合金粉作为基体,玄武岩短纤维作为增强体,利用真空热压烧结技术制备了玄武岩纤维增强型铝基复合材料,并对其微观组织结构、密度和显微硬度等性能进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在铝基体中分散均匀,界面处发生了化学渗透,SiO_2和Al之间发生置换反应,从而获得了良好的界面结合强度,复合材料的密实度较高,玄武岩纤维的加入显著提高了复合材料的显微硬度。     

晶须对碳碳复合材料组织和力学性能的影响

添加硅灰石(CaO·SiO₂)晶须制备碳纤维预制体, 并在980 ℃下进行化学气相沉积, 高温石墨化处理后制备得到CaO·SiO₂晶须改性的C/C复合材料。利用SEM、金相显微偏光分析以及力学实验等方法研究了预制体结构对基体微观结构、物理性能和力学性能的影响。实验结果表明: 添加CaO·SiO₂晶须会诱导热解炭呈锥形生长, 同时在石墨化过程中会诱导热解炭的组织结构发生有序性转变, 与基体反应生成SiC二次纤维。添加CaO·SiO₂晶须使得复合材料的石墨化度由31.6%提升至41.1%, 导热和导电性能相比于未添加晶须时分别增加了71.7%和14.3%, 复合材料的弯曲强度相比于未添加晶须时提升了5%。     

煤大分子酸掺杂聚苯胺的机理研究

聚苯胺的酸掺杂一直都集中在小分子无机酸和长链或是带有芳环的小分子有机酸方面，又对反应过程的研究甚少．选择烟煤作为一种煤大分子酸掺杂剂对苯胺聚合过程中的酸度和温度变化进行跟踪，并运用FTIR分析产物的结构．结果表明，煤与聚苯胺间存在较强的物理化学作用，煤掺杂制备聚苯胺的聚合机理随煤含量的变化有所差异，并且聚苯胺的导电机制仍属于极化子机制．     

环氧树脂／蛭石纳米复合材料

以环氧树脂为基体，二甲基苄胺为固化剂，经酸浸、加热和钠离子交换的结构修饰和有机改性的蛭石为增强剂，制备环氧树脂／蛭石纳米复合材料。环氧树脂、二甲基苄胺和蛭石的混合顺序，二甲基苄胺和蛭石的用量影响蛭石的剥离，进而影响环氧树脂／蛭石纳米复合材料的性能。     

航空刹车用C／C复合材料断口分析

利用SEM断口形貌分析了现役航空刹车用C／C复合材料的结构和界面结合状况，探讨了其断裂机理，分析了化学气相沉积炭的沉积机理。结果表明：C／C复合材料的断裂以“弱界面断裂”为主，裂纹优先在基体炭、炭布层间或长纤维束和短纤维间的弱界面等薄弱环节处产生。当裂纹尖端扩展到基体炭中的微裂纹处时，裂纹扩展转向；当裂纹扩展到纤维时，取道纤维与基体炭间弱界面层向前扩展，纤维经历与基体炭脱粘、弯曲、拔出、断裂等过程，导致整个材料断裂。航空刹车用C／C复合材料中的CVD炭以粗糙层状结构为主，CVD过程包括碳氢气体热解、成核、炭化、沉积生长等过程，其中，成核以物理成核为主。图2，表1，参16。     

纳米NbSe_2-铜基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金技术制备出了纳米NbSe2-铜基复合材料,并用UTM-2型微观摩擦磨损试验机测试复合材料在不同载荷下的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析了复合材料磨痕形貌.结果表明,纳米NbSe2的加人在摩擦表面形成一层完整的纳米NbSe2润滑膜,使铜合金基体在各个载荷下的摩擦系数变得较为平稳,且能增强复合材料的承载能力.但由于NbSe2纳米粉末的加入,使基体较软,纳米粒子损失较快,以致磨损量有所增加.