电化学合成聚吡咯/二氧化硅复合膜及其防腐性能

采用循环伏安法,在316不锈钢电极表面原位生成聚吡咯-二氧化硅(PPy-SiO2)复合膜。红外光谱分析表明,通过电化学法可以在316不锈钢表面生成PPy-SiO2复合膜。利用扫描电镜考察了PPy与PPy-SiO2膜层形貌,发现相对于PPy膜层,PPy-SiO2膜层有着较为均一的表面状态。分别将316不锈钢、316不锈钢/PPy、316不锈钢/PPy-SiO2浸泡于3.5%(质量分数)Na Cl水溶液中,采用开路电位-时间(OCP-Time)曲线、电化学阻抗谱(EIS)考察了PPy膜层与PPy-SiO2复合膜层对不锈钢的防腐性能,结果表明,浸泡初期,影响膜层防腐性能的主要因素是膜层与不锈钢电极表面的吸附能力,PPy的金属防护效果高于PPy-SiO2;浸泡1 h后,影响膜层防腐性能的主要因素转变为膜层本身抑制水分子渗透的能力,PPy-SiO2的金属防护效果高于PPy。对PPy膜层与PPy-SiO2复合膜层进行了抗阴极剥离实验,结果显示,PPy-SiO2复合膜层具有更高的抗阴极剥离能力。     

气相法白炭黑填充天然橡胶的裂纹扩展机理

研究了不同粒径,不同份数的白炭黑对天然橡胶(NR)裂纹生长行为的影响。采用具有裂纹生长测试功能的DMA(DMA-Crack Growth)对预割口试样的裂纹扩展速度进行测试。利用超高速显微摄像技术对裂纹扩展尖端进行在线追踪,得到裂纹扩展尖端的动态显微图像。结果表明,添加20 phr原生粒径为15 nm的气相法白炭黑时,裂纹尖端韧带均匀且细密,对裂纹生长起到很好的阻碍作用;添加20 phr原生粒径为7 nm的气相法白炭黑时,对试样的裂纹生长有不利影响。     

含纳米Co的新型PDC复合片性能试验研究

提出了用纳米钴代替微米钴作为粘结剂的PDC复合片制备新方法及配套的制备新工艺,并对新型PDC复合片的微观组织结构及性能进行了研究。微观分析结果表明,纳米钴较于微米钴更密实地填充在金刚石颗粒间,有效促进了金刚石颗粒间D-D键的形成,且添加纳米钴的金刚石层对金刚石颗粒的把持力更好,同时纳米钴在金刚石层中形态较小且分布均匀,这些均对提高复合片综合性能有积极作用。性能测试结果表明,相对于传统复合片,新型复合片抗冲击性能提高了1.13倍,其耐磨性和热稳定性也得到了一定的提高,这与微观分析的结论一致。研究成果不仅为提升复合片综合性能提供了新思路,也对实现钻井提速增效、提高PDC钻头使用寿命有重要意义。     

柠檬酸根对纳米Fe_3O_4/PVA磁性复合膜性能的影响

采用化学共沉淀法制备了添加柠檬酸根前后的纳米Fe_3O_4粉体材料,用流延成膜法制备了添加柠檬酸根前后的Fe_3O_4/聚乙烯醇(PVA)复合膜。用红外光谱分析仪、古埃磁天平法、振动样品磁强计、自制磁致变形设备、发射扫描电子显微镜对添加柠檬酸根前后的纳米Fe_3O_4/PVA复合膜的结构及性能进行了表征和分析。结果表明:添加柠檬酸根纳米Fe_3O_4制备的Fe_3O_4/PVA复合膜磁化率更大、磁性能更好、磁致变形性能更大、分散性好。     

燃料电池用QCS键和层析硅胶膜的制备及其性能表征

以季铵化壳聚糖(QCS)和层析硅胶为原料,制备了不同硅胶含量的多孔膜。用傅里叶变换红外(FTIR)和扫描电镜(SEM)对多孔膜的结构和形貌进行表征。同时,考察了层析硅胶的用量对多孔膜的含水率(WU)、溶胀度(SR)、机械性能和电导率的影响。结果表明,随着层析硅胶含量的增加,多孔膜的含水率、溶胀度和电导率均升高,但机械性能下降。当层析硅胶的用量为40%时,多孔膜的含水率高达816%,但是膜的溶胀度仅为189%,拉伸强度为5.6MPa,断裂伸长率为4.2%;在测试温度为70℃时,不同层析硅胶含量多孔膜的电导率数值分布在2.4~3.9×10~(-2)S/cm的范围内,且随硅胶含量的增加而增加。     

太阳能吸收AAO复合氧化膜的制备与性能

通过阳极氧化技术制备高度有序的多孔阳极氧化铝(AAO),交流扩孔后,在不同条件下向氧化铝孔内以50Hz的交流频率沉积Cu-Ni纳米复合粒子。经光谱测试分析可知:在电压12V、时间600s、温度25℃条件下制备的涂层具有良好的太阳光吸收性能,吸收率为0.91、发射率为0.18、品质因子为4.9。经SEM,XRD分析可知,复合氧化膜涂层表面得到CuAl_2O_4/Cu-Ni复合纳米棒阵列。目标涂层经600℃高温处理后,吸收率、发射率波动很小,涂层体系的热稳定性得到提高。其中,CuAl_2O_4的存在限制高温环境下Cu,Ni金属颗粒在界面处的扩散,减小氧化概率。     

电流密度对微/纳结构电铸成型模芯质量的影响

利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics,模拟微/纳结构电铸过程中阴极表面的电场分布,研究不同电流密度下微/纳结构表面的电场分布及电铸层生长前沿情况。仿真结果表明:采用较低的初始电流密度,可有效改善微/纳结构生长前沿铸层厚度的均匀性。选用纳米光阑和纳米柱阵列2种微/纳结构母板进行电铸实验,将初始电流密度从4A/dm2调至1A/dm2,纳米光阑母板成型最大误差60nm降至±20nm之内。通过合理设置初始电流密度、增强阴极表面溶液流动强度等措施,纳米柱阵列模芯特征直径尺寸误差由6.27%下降至2.49%,有效提高电铸模芯的复制质量。     

疏水型气相法白炭黑对RTV-1硅橡胶性能影响

对比研究疏水型TS-530和亲水型M-5两种气相法白炭黑对单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶补强和热稳定性的影响及其在体系内的分散性。结果表明,疏水型气相法白炭黑整体补强效果和分散性更好,且填充量为20~25 phr时,补强效果最好;疏水型气相法白炭黑产品的热稳定性优于亲水型产品的热稳定性。     

月桂酸/膨胀珍珠岩复合相变材料的制备与热性能研究

以月桂酸为相变材料,膨胀珍珠岩为载质,利用真空吸附法制备出月桂酸/膨胀珍珠岩复合相变材料(LA/EP-PCMs)。通过FT-IR、SEM、DSC、TGA对LA/EP-PCMs的微观结构、相变温度、相变潜热、热稳定性进行表征。结果表明:月桂酸能较好地吸附在膨胀珍珠岩孔隙内,它们之间的化学相容性良好。LA/EP-PCMs中月桂酸饱和含量为65%,此时其相变温度为41.3℃,热焓为110.1J/g。将5%的纳米石墨纤维(NGF)作为添加剂加入到LA/EP-PCMs中,其导热系数由0.09 W/(m·K)提高到0.16 W/(m·K),增长了77.7%。熔融凝固实验表明:掺入NGF将改善复合相变材料的蓄放热能力,其强化导热机理是在相变基体外表面和内部形成了导热网络。     

微纳马达行为控制与驱动燃料研究

人造微米马达是一种通过特定工艺制备而成的微米尺寸器件,在特定刺激下,能够实现各种各样的机械运动。微纳马达发展至今,取得了很多重大的突破和进展,科学家们通过多种材料制备了能在不同化学燃料中运动的微纳马达。主要对微纳马达行为控制与驱动燃料进行研究。