铝合金高温储热材料及储热系统设计

对Al-7％Si合金,Al-7％Si-4％Cu合金和Al-33％Cu合金进行了差热扫描分析,设计了高温储热系统,并建立了相应的测试与评价方法。结果表明,3种合金的熔化潜热分别为305．5J／g,245．1J／g和202．7J／g,且Al-Si合金的相变潜热与含铝量成正比关系。该测试与评价方法可对储热材料的储热性能和储热系统的换热效率,热交换动力学等指标进行综合评价。     

铁路冷藏车相变蓄冷材料的研制

通过研究添加剂对水合盐最低共熔点的影响，研制出一种-10～12℃相变蓄冷材料的组成为：10．5％NS、5％硝酸钾、0．01％苯骈三氮唑、0．1％硫酸铜、0．1％植酸和0．01％钼酸钠，其相变潜热为303．6kJ／kg，可以满足铁路冷藏车对相变蓄冷材料设计要求。     

挤压变形Al—0．8％Mg—0．6％Si—xSc合金的显微组织与力学性能

本文针对挤压变形Al—0．8％Mg—O．6％Si-xSc合金的显微组织和拉伸性能进行了研究,以确定稀土元素Sc和T6处理对该系合金性能的影响规律。结果表明,加入适量的元素Sc可以有效地细化挤压变形Al0．8％Mg-0．6％Si—xSc合金的组织,提高其室温抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率;经过T6处理后,Al—08％Si-0．6％Si—xSc舍金的抗拉强度和屈服强度可得到显著提高;挤压变形Al—0．8％Mg～O．6％Si～xSc合金在拉伸加载条件下主要呈现韧性断裂特征。     

二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能

采用真空浸渗法制备了癸酸-月桂酸（CA-LA）/硅藻土助滤剂定形相变储热复合材料,对样品进行扩散-渗出圈测试、FTIR、SEM、BET、DSC和TG等表征分析,研究了硅藻土助滤剂对CA-LA二元低共熔脂肪酸的定形性能和吸附容量及CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的热物性、热稳定性和蓄放热性能。结果表明：无渗出圈产生的CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料中,硅藻土助滤剂对CA-LA的吸附量约为49.88wt%,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的相变温度和相变潜热分别为21.8℃和75.45 J/g;TG和热循环试验结果表明,CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料具有良好的热稳定性,经历100次热循环后相变温度和相变潜热的变化量较小;蓄放热性能测试结果证明CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料能够进行蓄热和释热,起到明显的调节和控制环境温度的作用,可应用在建筑节能和储热领域。     

石蜡对无机复合相变储热体系的改性研究

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料MgCl₂·6H₂O（MCH）和MgSO₄·7H₂O（MSH）为研究对象,以活性炭（ACC）为添加剂,采用熔融共混法制备了MCH-MSH-ACC混合体系,并以石蜡（PA）为调节剂,制备了MCH-MSH-ACC/PA复合材料相变体系。研究了PA对复合相变体系的相变焓、相变温度、过冷度及相分离的影响。结果表明：微量PA的添加有助于提升MSH-MCH-ACC/PA体系的相变储热性能,和其他PA含量体系相比较,PA含量为0.5wt%的体系在储热阶段所需时间最短,而放热阶段持续时间最长,其初始相变焓值可达到321.75 kJ/kg,循环试验后相变焓稳定在310.25 kJ/kg。所制备的新型共混MSH-MCH-3wt%ACC/0.5wt%PA复合相变体系具有良好的储热性能和循环稳定性能。     

等通道转角挤压Al一Mg—Si—Sc合金的低周疲劳行为

针对经过常规热挤压的Al-0．8%Mg-O．6％Si一0．3%ASc合金进行不同道次和路径的等通道转角挤压,采用的等通道转角挤压工艺为1道次和2道次A路径、＆路径和C路径。对等通道转角挤压制备的Al－0．8%Mg－0．6％Si－0．3％Sc合金进行应室温低周疲劳实验,研究了等通道挤压Al一0．8%Mg－0．6％Si－0．3％Sc合金的疲劳行为。结果表明,在低周疲劳加栽条件下,等通道转角挤压Al—Mg—Si—Sc合金可表现为持续循环硬化或初期循环硬化后期循环稳定。合金的弹性应变幅、塑性应变幅与断裂时的栽荷反向周次之间的关系可分别用Basquin和Coffin－Manson公式描述。     

冷冻型复合相变蓄冷材料的制备与性能评价

提出自行研制的一种低温(-25～-23℃)复合相变材料。该材料由氯化钠作为主储能剂,碳酸钾与氯化钾作为降温剂,并且筛选合适的成核剂及防相分离剂进行复合。样品的热物理性能(相变温度、相变潜热等)和热循环性能通过差示扫描量热仪(DSC)来表征;过冷度和热循环稳定性通过温度记录仪表征。结果表明:制备的两种蓄冷剂的相变温度为-25～-23℃,相变潜热200J/g以上,过冷度较小且循环100次后不会出现相分离现象。     

高岭土基Al-Si合金复合相变蓄热材料的性能

以含Si量为12%的铝硅合金为相变材料、高岭土为基体复合制备相变蓄热材料,通过热分析(DSC-TG)、热循环、扫描电子显微镜(SEM)和导热分析(LFA),研究相变材料Al-Si合金的含量与复合相变材料的相变潜热及热稳定性之间关系。结果表明,在空气中,当Al-Si合金含量分别为50%、33%、25%、20%和17%时,经过5次、10次、15次、20次热循环后,复合相变材料的相变潜热逐渐减小,在15次热循环后相变潜热趋于稳定。此外,复合相变材料的微观形貌随热循环次数的增加趋于稳定,导热系数随加热温度的增加呈线性降低,且在600℃时,合金含量为25%和33%的复合相变材料的导热系数分别为6.51W/m·K和3.45w/m·K。综上所述,Al-Si合金含量为25%和33%的复合相变材料可在特殊行业得到良好的应用。     

十八烷/膨润土复合相变储热材料的制备及性能研究

以十八烷为相变材料,膨润土为支撑结构,采用"微波法"与"熔融插层法"相结合制备了十八烷/膨润土复合相变储热材料.采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)及偏光显微镜(POM)对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征.结果表明,十八烷进入膨润土纳米层间导致层间距扩大;复合相变储热材料的相变温度为27.03℃,与十八烷一致;相变潜热为67.22J/g,与质量分数为33.33%的十八烷的相变潜热相当;在发生固-液相变时没有液态十八烷析出.500次加热/冷却循环后,复合相变储热材料的层间距及相变温度没有明显变化,相变潜热减少约3%,证明复合相变储热材料具有良好的结构与性能稳定性.     

不同盐水比对三水醋酸钠混合体系稳定过冷影响的研究

相变材料的过冷在蓄热方面一直被认为是一大缺点,但是使材料处于长期、稳定的过冷状态,可以使季节性储热成为可能。为了保持稳定高效的内能,保持储热材料过冷的稳定是一个重要的前提。采用三水醋酸钠作为储热介质,加入不同比例的去离子水形成盐水质量比不同的混合体系,研究其在不同冷却速度和冷却温度条件下溶液过冷的稳定情况及多次循环后的过冷度。结果表明,冷却速度越快、冷却温度越低,溶液的过冷稳定性越差;溶液中含水比例越高,其过冷的稳定性越好但相变温度越低。经过100次循环后,在-20℃的冷却环境中,混合体系过冷度降低约10℃,在0℃以上依旧保持稳定过冷。差示扫描量热分析表明,盐水质量比为3∶3的三水醋酸钠混合体系的平均相变潜热值最高,为291.6kJ/kg。与商用热袋相比,盐水质量比为3∶3的三水醋酸钠混合体系具有更高潜热值和相变温度并有更好的过冷稳定性,具有较大应用潜力。     

多级孔材料研究进展

多孔材料具有孔隙率高、比表面积大、导热系数低、体积密度小及化学性质稳定等优点,在吸附与分离、催化剂载体、隔热材料、能量储存、传感器等领域拥有广阔的应用前景。基于孔直径的大小可将多孔材料分为三类:孔径大于50nm的大孔材料(Macroporous materials),孔径介于2～50nm的介孔材料(Mesoporous materials)和孔径小于2nm的微孔材料(Microporous materials)。但是,由于孔径的限制,这三类材料的应用均存在一定的局限性。多级孔材料兼具通透性好、孔隙结构发达、体积密度小、比表面积和孔体积大等优点,打破了传统单级孔材料孔结构单一的局限,因此越来越受到研究人员的关注。然而,多级孔材料在制备中仍存在较多问题。例如,其合成过程通常会涉及到两种及两种以上的方法,制备工艺复杂;现有的多级孔材料的制备成本高,孔结构难以控制。因此,研究者们主要从优化多级孔材料的制备工艺以及降低生产成本等方面入手,制备出孔径均一且可控的多级孔材料。多级孔材料主要有大孔-介孔材料(Macro-mesoporous materials)、微孔-介孔材料(Micro-mesoporous materials)以及含有两种或多种不同孔径的介孔-介孔材料(Meso-mesoporous materials)。大孔-介孔材料常见的制备方法有模板法、发泡法、溶胶-凝胶法及熔盐法等;微孔-介孔材料的主要制备方法有化学活化法、模板法和水热法等;介孔-介孔材料的制备方法主要有水热法、模板法、溶胶-凝胶法及自组装法等。本文综述了近年来多级孔材料的最新研究进展,分别对大孔-介孔、微孔-介孔及介孔-介孔材料的制备方法进行了介绍,并简要分析了未来本领域研究的发展趋势。     

Viewpoint: From Responsive to Adaptive and Interactive Materials and Materials Systems: A Roadmap

Soft matter systems and materials are moving toward adaptive and interactive behavior, which holds outstanding promise to make the next generation of intelligent soft materials systems inspired from the dynamics and behavior of living systems. But what is an adaptive material? What is an interactive material? How should classical responsiveness or smart materials be delineated? At present, the literature lacks a comprehensive discussion on these topics, which is however of profound importance in order to identify landmark advances, keep a correct and noninflating terminology, and most importantly educate young scientists going into this direction. By comparing different levels of complex behavior in biological systems, this Viewpoint strives to give some definition of the various different materials systems characteristics. In particular, the importance of thinking in the direction of training and learning materials, and metabolic or behavioral materials is highlighted, as well as communication and information-processing systems. This Viewpoint aims to also serve as a switchboard to further connect the important fields of systems chemistry, synthetic biology, supramolecular chemistry and nano- and microfabrication/3D printing with advanced soft materials research. A convergence of these disciplines will be at the heart of empowering future adaptive and interactive materials systems with increasingly complex and emergent life-like behavior.     

雷达吸收剂研究进展

综术字国内外雷达吸收剂的研究进展,较详细地介绍了铁氧体材料,高聚物吸收材料,陶瓷吸收材料,纳米吸收材料,手性材料和智能材料等及吸收剂的吸收机理和最新研究状况。     

纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

Layered Organic–Inorganic Materials: A Way towards Controllable Magnetism

The search for new materials for tailor‐made applications and new devices involves not only solid‐state chemists, physicists or materials engineers, but also the area molecular and organo‐metallic chemistry, and even biochemistry. This is especially clear in the field of organic–inorganic multifunctional materials, whose design necessitates to investigate new concepts and principles developed in these different disciplines. Here, the authors review the structure‐magnetic property relationships in layered structures, made of organic and inorganic subunits.     

Extremely Rapid Self-Healable and Recyclable Supramolecular Materials through Planetary Ball Milling and Host–Guest Interactions

The host–guest interaction as noncovalent bonds can make polymeric materials tough and flexible based on the reversibility property, which is a promising approach to extend the lifetime of polymeric materials. Supramolecular materials with cyclodextrin and adamantane are prepared by mixing host polymers and guest polymers by planetary ball milling. The toughness of the supramolecular materials prepared by ball milling is approximately 2 to 5 times higher than that of supramolecular materials prepared by casting, which is the conventional method. The materials maintain their mechanical properties during repeated ball milling treatments. They are also applicable as self-healable bulk materials and coatings, and they retain the transparency of the substrate. Moreover, fractured pieces of the materials can be re-adhered within 10 min. Dynamic mechanical analysis, thermal property measurements, small-angle X-ray scattering, and microscopy observations reveal these behaviors in detail. Scars formed on the coating disappear within a few seconds at 60 °C. At the same time, the coating shows scratch resistance due to its good mechanical properties. The ball milling method mixes the host polymer and guest polymer at the nano level to achieve the self-healing and recycling properties.