炭纤维增强明胶复合材料的性能研究

制备了不同形式炭纤维增强的明胶复合材料,对不同复合材料的力学性能进行了测量与分析,并对复合材料的拉伸断口进行了观察,研究表明,长炭纤维增强明胶（CL/Gel)复合材料具有最高的拉伸强度,剪切强度和模量,而炭纤维毡增强明胶（CF/Gel)复合材料因内部存在较多的孔隙使其力学性能最差,因此,炭纤维毡不能用于增强明胶材料,由于纺织炭纤维布增强明胶（Cw/Gel)复合材料的纤维维束内亦有孔隙,炭纤维布的增强效果不及长炭纤维。     

Fe离子注入二氧化钛复合薄膜制备及光吸收性能研究

采用溶胶凝胶法在石英基体上制备了纯TiO2薄膜,并通过离子注入方法对TiO2薄膜进行Fe掺杂改性以促进TiO2薄膜光吸收边红移,提高其光吸收性能。利用XRD、XPS及UV-vis对不同注入剂量的Fe掺杂TiO2复合薄膜的晶相结构、原子化学态以及光吸收性能进行了表征。XRD测试结果表明,溶胶凝胶法制得的TiO2薄膜为锐钛矿相,经Fe离子注入后,复合TiO2薄膜经退火后锐钛矿相消失,金红石相出现,因为Fe3+离子进入晶胞代替Ti4+,在TiO2基体形成铁的固溶体,结果氧空缺形成促进了TiO2从锐钛矿向金红石的转变;XPS测试结果表明,经过退火Fe在复合TiO2薄膜中以Fe和Fe3O4形式存在,说明Fe离子进入TiO2晶格取代Ti,但Fe及其氧化物晶体峰未在XRD上观测到,说明两者结晶程度不高,以非晶形态存在;通过对溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜注入不同剂量Fe的复合薄膜的紫外-可见吸收光谱分析可知,由于复合薄膜中Fe3O4的存在,使复合薄膜紫外-可见光吸收边发生了红移,并随注入剂量增加红移增大,根据红移效果确定Fe的适宜注入剂量为1×1017 cm-2。     

三维编织碳纤维增强尼龙复合材料合成工艺的研究

介绍了三维编织碳纤维增强尼龙（简称C3D／PA）复合材料的发展历史，并归纳了C3D／PA复合材料几种合成工艺的利弊所在。其中：采用三维整体编织技术能够制备形状复杂的C3D／PA复合材料，但成本较高；静态浇铸法操作方便、工艺简单但不易制备大型件或形状复杂件；反应注射成型技术，由于有真空、压力的辅助，使得大型件及形状复杂的中空制件的制备成为可能，且性能优良，是制备C3D／PA复合材料较为合适的方法。并进一步提出了改进C3D／PA复合材料性能的几种可能途径。     

环氧树脂基纳米复合材料最新进展

本文介绍了环氧树脂基复合材料的制备方法、作用理论以及最新的研究发展。     

细菌纤维素/羟基磷灰石@聚醚砜骨膜支架的制备及其性能研究

骨膜作为骨缺损修复过程中营养物质的来源及膜内成骨过程中的核心位点,其结构和功能的重建对大尺度骨缺损的修复起到极其重要的作用。基于此,为了模拟天然骨膜的结构和功能,将聚醚砜（PES）和羟基磷灰石（HAp）混合,通过静电纺丝制备HAp@PES静电纺纤维膜（HPES）,然后通过膜液界面培养法与细菌纤维素（BC）复合,获得了具有微米―纳米结构的BC/HAp@PES(BC/HPES)支架。扫描电镜结果表明,该支架微米―纳米纤维交错分布,且HAp成功复合在微米纤维上。所制备的支架具有良好的力学性能。进一步研究表明,成骨细胞在支架表面表现出良好的增殖和铺展能力,不仅如此,该支架还具有良好的成骨分化诱导能力。因此,这种具有仿生微纳纤维结构且负载HAp的骨膜支架有望用于大尺度骨缺损修复领域。     

Ca^2＋在金红石型二氧化钛晶体（110）晶面沉积过程原理

基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,采用CASTEP程序,结合结构优化方法,研究了液中Ca2+在金红石型TiO2(110)晶面的沉积过程.结果表明,在沉积过程中,溶液中的Ca2+首先和水分子结合形成络合物[Ca(H2O)5]2+,而沉积的一个关键条件为TiO2(110)晶面的羟基化.[Ca(H2O)5]2+与羟基化的TiO2(110)晶面通过静电作用相互结合完成Ca2+的沉积.     

Ge掺杂二氧化钛复合薄膜制备及光吸收性能研究

采用磁控溅射和溶胶-凝胶两种方法在石英基体上制备了纯TiO2薄膜,并通过离子注入及溶胶掺杂方法分别对TiO2薄膜进行Ge掺杂改性。利用XRD、XPS及UV-Vis对两种TiO2复合薄膜的晶相结构、原子化学态以及光吸收性能进行了表征。结果表明,磁控溅射法制得TiO2薄膜为锐钛矿相,Ge离子注入引起复合薄膜的锐钛矿相消失,且该相600℃退火后并未得到恢复;经过退火后Ge在磁控溅射TiO2薄膜中以Ge单质存在。溶胶-凝胶法Ge掺杂复合薄膜中存在锐钛矿相TiO2和Ge晶相,Ge在薄膜表面以Ge和GeO2形式存在。两种掺杂方法制得的复合薄膜紫外-可见光吸收边均发生了红移。     

《复合材料原理》课程思政的教学实践与探索

我校开设的《复合材料原理》是面向材料科学与工程专业的专业基础课程,其中蕴含着丰富的思政元素,为课程思政的实施提供了有利条件。本文精炼《复合材料原理》蕴含的思政元素,准确定位思政元素融入专业课程的契合点,实现课程思政和专业课程的有机融合。结合课堂讲授和角色互换等教学模式发挥课程思政的育人作用,培养学生的爱国主义精神、艰苦奋斗作风、绿色发展意识和科研思维能力等,以达到立德树人的目标。     

预氧化在离子注入与水热处理制备羟基磷灰石活性层中的作用

分别将钙、磷离子以110 keV、80 keV的能量和2×1017ion/cm2、1×1017ion/cm2的剂量注入纯钛基体,并与水热处理结合制备钛表面羟基磷灰石(HAp)改性层.为研究预氧化在离子注入与水热处理制备羟基磷灰石活性层中的作用,将预氧化试样与未氧化抛光试样一起进行了钙、磷离子注入和水热处理,并利用SEM进行形貌观察,AES、EDS、XRD和FTIR进行元素及物相结构分析.结果表明,经过预氧化处理的试样表面生成了球状HAp改性层.另外,水热处理温度、压强和钙、磷注入顺序也会对HAp的形成产生影响.     

天然细菌纤维素增强不饱和聚酯树脂复合材料的制备及性能

将天然纤维-细菌纤维素（BC）作为增强材料加入不饱和聚酯树脂（UPR）基体中,采用RTM工艺制备BC/UPR复合材料,并对其力学性能、吸湿性能进行了研究。通过紫外辐照方法探讨了BC/UPR复合材料的降解性能。研究结果表明:通过对细菌纤维素的表面改性,在亲水性的天然纤维和疏水性的高聚物基体之间形成了化学键结合,提高了BC/UPR复合材料的力学性能;BC纤维体积分数的增加也有助于提高力学性能, 当纤维体积分数为20%时,该复合材料拉伸强度最高可达152.9MPa; BC/UPR复合材料的吸湿过程符合Fick定律,吸湿可导致力学性能下降; BC/UPR复合材料吸收光能后,表面含氧官能团数量增加,发生一定程度的光降解。