纳米材料在航天领域的应用与发展

简要介绍了纳米材料的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。从这些特性出发,结合航天产品的发展趋势和特点,综述了纳米材料在固体火箭推进剂、纳米改性聚合物基复合材料、磁性材料、红外隐身材料、耐烧蚀材料等航天领域的应用,并对纳米材料在航天领域的发展前景进行了预测。     

纳米Fe_3O_4/Fe复合磁流变液的流变性

用化学共沉淀法合成了纳米Fe3O4粒子,平均二次粒径为51.2nm,比表面积为109.6m2/g。以合成的纳米Fe3O4粒子与羰基铁粉复合配制了纳米复合磁流变(MR)液,并测定了其流变性。结果显示:纳米复合MR液对温度比较稳定;复合MR液在接近零场的低磁场强度下表现为牛顿流体,随着磁场强度提高转变为非牛顿流体;反复加载或撤除磁场,具有"开/关"特性,响应迅速,施加磁场时的响应时间Δt约为50～100ms,撤退磁场时约为100～150ms。     

改善化学镀层结合力的方法及其检测手段

化学镀作为一种新兴的表面处理技术,已经广泛应用于各个领域.镀层结合力是化学镀质量的一个重要指标,直接影响到化学镀的实用性.根据影响镀层结合力的因素,提出几种改善镀层结合力的方法,并介绍了几种常用的检测结合力的方法.     

电磁波屏蔽复合材料的研究进展

从电磁波屏蔽的机理出发,介绍导电型、导磁型以及导电导磁型电磁波屏蔽复合材料的发展现状,并展望了电磁波屏蔽材料未来的研究方向。     

单分散球形SiO2颗粒的制备及表征

以氨水作催化剂,采用溶胶-凝胶法制备出单分散、粒径约300～500 nm的亚微SiO2粒子.研究了氨水浓度、乙醇用量、正硅酸乙酯/水的体积比及硅烷偶联剂浓度对SiO2粒子粒径、分散度及其表面结构的影响,同时还研究了SiO2胶体粒子的稳定性能和成核生长机理.结果表明:SiO2粒子粒径随氨水浓度的增加,先增大后减小,分散度增大;且随着乙醇用量的增加,粒径减小,分散度下降.硅烷偶联剂的加入使得SiO2胶体粒子表面有机成分增多,疏水性增强,其水乳液在常温下不能长久放置,且硅烷偶联剂浓度愈高,粒子间愈容易发生黏连.     

高附着力聚脲胶粘剂的制备和性能

利用芳氨基的空间位阻效应,分别以芳香族端氨基聚醚、芳香族端氨基聚醚改性的HDI作为聚脲的A、B组分,制备了一种力学性能优异的聚脲胶粘剂。考察了A、B组分配比对胶粘剂力学性能的影响,并利用FT-IR光谱对涂层的氢键化程度进行了分析。研究结果表明,当B/A的质量比为1.55时,涂膜与金属铝材的附着力最高,达25.98MPa,其完善的氢键化程度仅为4.31%。说明芳环的引入降低了聚脲基团中NH的分子间氢键,而使其游离出来与金属底材形成胶粘点,从而提高了聚脲胶粘剂的附着性能。     

硫酸改性TiO2粒子的表征与电流变性能研究

采用硫酸溶液浸渍TiO₂干凝胶的方法制备了硫酸改性的TiO₂粒子, 并组成了具有显著电流变性能的电流变材料. 用FT-IR、XRD、比表面积分析仪等表征了样品结构, 并测试了其电流变性能. 结果表明：由于硫酸根对晶粒生长的阻碍作用, 与纯TiO₂粒子相比, 硫酸改性的TiO₂粒子的晶粒尺寸降低, 比表面积提高, 并含有大量的强极性键SO. 当电场强度为3kV/mm时, 纯TiO₂粒子电流变液的场致剪切应力与零场剪切应力之比（τ_E/τ₀）仅为80, 而硫酸改性TiO₂电流变液的τ_E/τ₀高达500. 产生这些现象可归因于硫酸改性TiO₂粒子带来的结构改变赋予其明显的界面极化能力.     

聚苯胺链段含量对PAn-g-PEG/LiClO4电流变性能的影响

用化学氧化共聚法制备了聚乙二醇-接枝-聚苯胺(PAn-g-PEG)纳米粒子,并将其与LiClO4形成的络合物粒子分散到硅油中得到了无水电流变(ER)液.研究了PAn-g-PEG中的聚苯胺链段含量(y/x)对ER液性能的影响.结果表明PAn-g-PEG在水溶液中能自组装形成核壳结构,PAn-g-PEG/LiClO4络合物ER液的流变性能对电场能产生显著和快速的响应.随着y/x的增加,ER液的电致剪切应力在y/x=64时出现最大值,漏电流单调降低.     

Fe/SiO2核壳复合粒子表面的XPS谱研究

采用XPS技术研究了Fe/SiO2核壳复合粒子的表面化学成分和电子结构。结果表明,表面化学成分仅由Si和O元素组成,表面Si存在4种电子结构,表面O存在5种电子结构。表面硅4种电子结构的Si2p电子结合能及归属为:102.91eV(51.18%)为Q4硅[Si(OSi)4],102.15eV(23.23%)为Q3硅[Si(OSi)3OH],103.98eV(18.70%)为Q2硅[Si(OSi)2(OH)2],101.35eV(6.89%)为Q1硅[Si(OSi)(OH)3];表面氧5种电子结构的O1s电子结合能及归属为:532.85eV(52.07%)为Q4硅基团中的氧,531.80eV(19.93%)为Q3硅基团中的氧,533.90eV(17.09%)为Q2硅基团中的氧,534.75eV(7.65%)为Q1硅基团中的氧,530.55eV(3.26%)为与金属铁核相互作用的氧。531.80和530.55eV的氧原子数(19.93% 3.26%=23.19%)与102.15eV的硅原子数(23.23%)非常相近,这不仅表明与金属铁核相互作用的表面氧为Q3硅基团中的氧,而且说明表面氧与金属铁核相互作用后O1s电子结合能会因为Fe给电子能力较大而降低。     

FeSO4溶液/表面活性剂/油准三元体系的研究

测试了FeSO4水溶液／十二烷基磺酸钠（SDS）＋异戊醇／二甲苯准三元体系的电导率与SDS的含量P(w/%)异戊醇与SDS的质量比Km及水与SDS的摩尔比R三个结构参数的关系，并建立了它们的反相微乳液相图。系统地研究了体系的组成。如异戊醇和SDS的质量比Km、FeSO4溶液的浓度和PH值，MMA的加入和温度（T）对其反相微乳液相图的影响，结果表明准三元体系在形成反相微乳液的过程中，σ随Km降低和P增加而增大，随R增大表现出明显的阈渗效应，发生阈渗效应的临界R值为4，远小于文献[1,2]的报道值。