碳纳米管增强铝复合材料减摩耐磨性研究进展

介绍碳纳米管及其阵列摩擦学性能的理论和实验研究,回顾碳纳米管增强铝基复合材料的减磨耐磨性能并讨论了其机理。针对使用碳纳米管增强铝基耐磨性中遇到的问题探讨了解决途径,以期为设计制造低摩擦、高耐磨性碳纳米管/铝复合材料提供参考信息。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料制备及其性能

为制备性能优异的碳纳米管复合材料,选取两种管径尺寸,并考虑空气氧化和酸煮两种开口方式,制取6种碳纳米管,进而制得碳纳米管/环氧树脂复合材料。研究碳纳米管开口特征对碳纳米管分散性的影响,以及碳纳米管含量、管径对复合材料性能的影响。结果表明:开口处理后碳纳米管的分散性能得到一定程度的提高,样品的抗弯强度和致密度变高,而且酸煮比空气氧化的开口效果更明显;小管径碳纳米管的增强效果明显优于大管径。     

碳纳米管/石墨烯/碳复合材料烟幕的中远红外的干扰性能

为探索碳纳米管/石墨烯/碳复合材料在3～5μm和8～14μm中远红外波段烟幕干扰方面的应用,用液相法制备了碳纳米管/石墨烯/碳复合材料。采用扫描电子显微镜,对比分析了石墨烯、碳纳米管和复合材料的微观形貌。采用傅里叶红外光谱仪技术,对比分析了三种材料的静态红外吸收能力。基于烟箱实验,测试了石墨烯、碳纳米管和复合材料对3～5μm、8～14μm中远红外的透过率,并根据"朗伯?比尔"定律计算了烟幕的平均质量消光系数。结果表明,经过沥青碳化,以沥青碳为骨架,碳纳米管与石墨烯形成的复杂网状空间结构的烟幕干扰复合材料,抑制了碳纳米管的结团和石墨烯的堆叠现象,改善了悬浮性。针对3～5μm波段,计算得到碳纳米管、石墨烯及碳纳米管/石墨烯/碳复合材料平均红外透过率分别约为9%、10%和5%,复合材料的有效遮蔽时间相比碳纳米管、石墨烯分别增加了约13%和21%;对8～14μm红外波段的平均红外透过率分别约为3%、5%和4%,复合材料有效遮蔽时间相比碳纳米管、石墨烯增加了约28%和13%。碳纳米管/石墨烯/碳复合材料改善了单一碳材料的悬浮性能和红外光谱吸收性能,对中红外的干扰性能增强,对远红外的干扰性能有所下降,但有效干扰时间仍有所提高,其远红外干扰性能有待进一步改进。     

铜包覆多壁碳纳米管增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀覆一层铜纳米颗粒,旨在改善其与铝基体之间界面结合性能,从而提高复合材料最终的力学特性,用常压烧结与高温模压、热挤加工相结合的工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料,通过X线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对经过表面化学镀的碳纳米管粉末和复合材料的结构与性能进行表征测试。结果表明:随着碳纳米管质量分数的增加(0~4.0%),复合材料的硬度逐渐上升,抗拉强度先升高后下降;当质量分数为3.5%,分别可达到207.74HB和453.84 MPa,比纯铝提高了230.6%和326.9%,相比不经任何处理直接添加碳纳米管制备的复合材料提高了47.5%和23.55%。     

碳纳米管／聚合物功能复合材料的研究进展

阐述了碳纳米管的结构及其优异的电学、力学、化学性能,探讨性分析了碳纳米管和聚合物之间相互作用的机理, 并且详细地介绍了碳纳米管／聚合物功能复合材料的制备方法以及碳纳米管在聚合物基体中所起到的重要作用。     

镀钴碳纳米管/环氧树脂复合材料吸波性能研究

为了在雷达X波段(8～12GHz)内获得良好的吸收效果,采用对KOH活化处理后的碳纳米管(CNTs)进行化学镀钴,然后均匀分散在环氧树脂中制成碳纳米管/环氧树脂复合材料。用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、XRD对镀钴多壁碳纳米管进行微观表征,用弓型法测量在2.0～18.0GHz频段内的雷达吸波性能,用高阻仪测试复合材料试样的体积电阻率。测量数据表明,在相同的碳管质量分数(2%)下,与原生碳管相比,镀钴碳管/环氧树脂复合材料的单吸收峰成功移至X频段,吸收频宽(R<-10dB)明显增大,吸收强度也有所增强。新型碳纳米管/环氧树脂复合材料的体积电阻率在106～107Ω·cm数量级,具备良好的抗静电能力。     

碳纳米管在军事上的应用前景

介绍了碳纳米管的性能,包括吸波功能材料、超级电容器、复合材料、场致发射器件、微型机构等,分析了碳纳米管在军事上潜在的若干方面的应用前景。     

碳纤维增强铜基复合材料

综述碳纤维增强铜基复合材料的研究概况,对碳纤维增强铜基复合材料的工艺作了介绍,并对碳/铜复合材料的研究现状进行分析,认为进一步完善制备工艺和深入性能研究是碳纤维增强铜基复合材料的研究重点。     

含织物增强内衬复合材料气囊的制备及其拉伸性能研究

介绍一种新型的织物增强复合材料气囊,通过对不同方向、速率的拉伸试验进行比较,探讨该复合材料的拉伸性能。结果表明,该复合材料具有较好的拉伸性能,且横向和纵向相同,其拉伸断裂为脆性断裂。研究结果为该新型织物增强复合材料的应用提供了必要基础。     

金属基复合材料中纤维增强体涂层的研究现状

纤维是性能优异的增强体,普遍运用于增强金属基复合材料。基体与纤维之间的界面结构和性能对金属基复合材料的力学和物理性能起显著的影响。表面涂层技术能改进界面结构,是提高复合材料性能最为有效的途径之一。综述用于增强金属基体的几种重要纤维:C纤维、SiC纤维、W纤维等的表面涂层处理技术以及对金属基复合材料的界面、综合性能的影响,指出纤维涂层技术的研究方向。     

碳管/氧化铁纳米混杂复合物制备及结构、性能表征

利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺将表面带有羧基的CNTs和表面带有氨基的Fe3O4连接起来制备了CNTs/Fe3O4新(型)的纳米混杂复合物。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、粉末X射线衍射仪、磁力计、矢量网络分析仪对该复合物的微观形貌、晶体结构和磁学特性及微波吸收性能进行了表征。结果表明,所制备的CNTs和Fe3O4实现了良好的纳米级混杂复合,表现出优异的超顺磁特性和微波吸收性能,具有成为微波吸收剂材料的潜力。     

高体积分数SiCp/Al复合材料的热物理性能

采用无压渗透法制备了高体积分数SiCp/Al复合材料,用XRD对复合材料的物相进行了分析,测定了SiCp/Al复合材料在25～200℃温度区间的热膨胀系数及热导率,运用理论模型对复合材料的热膨胀系数以及热导率进行了计算,并探讨了热物理性能与温度之间的关系。结果表明,高体积分数SiCp/Al复合材料具有较低的热膨胀系数、高的热导率,综合热物理性能优良。     

聚四氟乙烯基电磁屏蔽复合膜的研制及特性研究

以聚四氟乙烯为基体树脂,以表面镀银的液态金属(EGaIn@Ag)、银片和多壁碳纳米管为导电填料,制备了具有高导电性、可大变形、高电磁屏蔽的聚四氟乙烯基复合膜,研究了复合膜的力学性能、电性能、电磁屏蔽效能等。结果表明：复合膜具有良好的延展性和力学强度,断裂伸长率达到了250%以上,拉伸强度达到了18.1 MPa;复合膜的方阻低至5.34Ω/sq, EGaIn@Ag能够有效地减小复合膜在拉伸变形时的相对方阻变化率;复合膜的电磁屏蔽效能(EMI SE)最高达到了60.5 dB,当拉伸应变为10%,比例为Ag∶EGaIn@Ag=1∶1的复合膜的EMI SE值仍有41.6 dB,而只添加了银片的复合膜在拉伸应变为10%时的EMI SE值为26.8 dB。以上结果表明添加有液态金属的复合膜在较大的拉伸变形时,仍具有良好的电磁屏蔽效能,具有良好的应用前景。     

固体火箭高温高压复杂燃气系统的扩散系数及其相似准则数计算

为了解决固体火箭推进剂高温高压燃气输运系数难以实验测量和理论预估的实际问题,考虑燃气中含有H₂O、HCl、SO₂等强极性组分和H₂等轻质组分,通过大量文献实例验证,归纳了适于上述组分及其混合物在高温高压条件下的扩散系数计算方法,并计算了典型双基推进剂、复合改性双基推进剂和复合推进剂三种主要固体推进剂燃气在不同温度(1 500～3 800 K)和压强(8～20 MPa)下的扩散系数和输运准则数(施密特数和路易斯数),得到了固体火箭发动机燃气扩散系数随温度和压强变化的幂指数函数规律(典型双基推进剂燃气的扩散系数随温度变化的幂指数为1.646 55、典型复合改性双基推进剂和典型复合推进剂为1.629 52),以及路易斯数、施密特数的典型取值(典型双基推进剂燃气的施密特数为0.772、路易斯数为0.91,典型复合改性双基推进剂燃气的施密特数为0.675、路易斯数为0.9,典型复合推进剂燃气的施密特数为0.74、路易斯数为0.83)。这对于促进高温高压气体混合物输运性质的深入研究、火箭发动机燃烧及其内外流动仿真,均具有重要的实际应用意义。该方法没有考虑凝聚相对输运性质的影响。     

Cu-PTFE自润滑镀层的制备工艺及沉积过程的控制步骤研究

采用电沉积的方法制备Cu-PTFE自润滑复合电镀层,研究最佳制备工艺参数及其沉积过程的控制步骤。最佳工艺条件为:CuSO4 85 g/L,H2SO4 55 g/L,PTFE 40 g/L,电流密度4.0 A/dm2,反应温度25℃,反应时间60 min。该复合电镀层具有良好的硬度和润滑性能,并且研究沉积过程中颗粒浓度对控制步骤的影响。     

固体火箭高温高压复杂燃气系统的黏性系数和导热系数计算

为了解决固体火箭推进剂高温高压燃气输运系数难以实验测量和理论预估的实际问题,考虑燃气中含有H₂O、HCl、SO₂等强极性组分和H₂等轻质组分,通过大量文献实例验证,归纳了适于这些组分及其混合物在高温高压条件下的黏性系数和导热系数计算方法,计算了双基推进剂(DB)、改性双基推进剂(CMDB)和复合推进剂(CP)3种主要固体推进剂燃气在不同温度(1 500～3 800 K)和压强(8～20 MPa)下的黏性系数、导热系数和普朗特数,得到了固体火箭发动机燃气黏性系数和导热系数随温度变化的幂指数函数规律和典型普朗特数取值。所得结果对于促进高温高压气体混合物输运性质的深入研究、火箭发动机燃烧及其内外流动仿真,均具有重要的实际应用意义。该方法没有考虑凝聚相对输运性质的影响。     

复合球形药对改性双基推进剂力学性能和燃烧性能的影响

将RDX、铝粉、催化剂等用硝化棉包覆,制成复合球形药,然后用这种复合球形药制备出改性双基推进剂,测试了这种推进剂的力学性能和燃烧性能。结果表明,采用复合球形药制备的改性双基推进剂比用双基球形药制备的改性双基推进剂的力学性能大幅度提高,低温断裂延伸率从7.84%提高到26.86%,高温最大拉伸强度提高了0.97倍,燃速压强指数从0.38降低到0.30。     

纳米Al/CuO含能复合薄膜的反应性研究进展

亚稳态分子间复合物(Metastable Intermolecular Composites,MICs)具有超高的反应速率、高体积能量密度、微米级的临界反应传播尺寸等优点,在微型含能器件和火箭推进剂等领域展现出广阔的应用前景。纳米Al/CuO含能复合薄膜是当前亚稳态分子间复合物领域的研究热点之一,其利用气相沉积方法进行制备,与含能微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)的微细加工工艺兼容,在集成化含能器件方面具有极大的应用前景。本文综述了纳米Al/CuO含能复合薄膜的制备、热性能、燃烧性能、反应动力学以及过渡层对其反应性的影响、含能器件(点火器)及其应用技术方面的研究,并对纳米Al/CuO含能复合薄膜的发展方向进行了展望。     

高强高模聚乙烯复合材料超高速碰撞实验研究

高强高模聚乙烯(UHIMPE)复合材料具有许多优异性能,在航空航天领域有着广泛的应用前景。利用二级轻气炮,开展了UHIMPE复合材料Whipple防护结构超高速碰撞实验,并与相同面密度的硬铝2A12进行了对比,对前板开孔和后板破坏情况进行了测量和观察。根据实验结果定性分析了UHIMPE复合材料防护结构弹道极限曲线的走向。实验结果表明,UHIMPE复合材料不能更有效地破碎弹丸,有着比硬铝2A12更差的防护性能。     

高速电弧喷涂Fe-Al/Cr3C2复合涂层摩擦氧化机理研究

使用T11及THT07-135高温磨损实验机对高速电弧喷涂(HVAS)Fe-Al/Cr3C2复合涂层进行了滑动摩擦特性的研究,用SEM观察分析了磨斑的形貌和成分、涂层截面的组织结构。结果表明:摩擦副对Fe-Al/Cr3C2复合涂层的摩擦磨损性能影响不大;载荷增加,涂层表面的磨痕增宽,摩擦因数与磨损率减小,磨痕处的氧化物和烧结物增多;温度对涂层的摩擦磨损性能影响不大,高温下的“跑合”期比常温下的短;涂层的磨损机理主要是剥层磨损,在高温高载荷的磨损条件下,磨痕处出现氧化物和烧结物,在剥层磨损的同时还存在部分粘着磨损。