二乙烯三胺改性碳纳米管对环氧树脂纳米复合材料力学性能影响研究

采用二乙烯三胺(DETA)对碳纳米管(MWNTs)进行改性,并用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征。发现DETA被有效地包覆在MWNTs表面。并将改性前后的MWNTs与环氧树脂进行复合,采用浇铸成型法制备了MWNTs/环氧树脂纳米复合材料,测试其力学性能,并采用透射电镜(TEM)研究其分散性,扫描电镜(SEM)对其断口进行了分析研究。结果表明,少量的改性MWNTs可以使复合材料的力学性能提高,具有明显的增韧作用。当MWNTs的含量为0.6%时,纳米复合材料的冲击强度与纯环氧体系相比,提高幅度达400%以上,弯曲强度和弯曲模量的提高幅度均达到了100%以上。     

二苯甲烷双马来酰亚胺的合成工艺研究

以顺丁烯二酸酐和4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)为原料,采用甲苯为溶剂、共沸蒸馏法,分别用一步法和两步法合成N,N'-4,4'-二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)。通过产物核磁氢谱、红外色谱、示差扫描量热(DSC)及产物收率的计算和双键含量、酸值、凝胶时间、凝胶温度等的测定,对BDM一步法、两步法合成工艺进行了研究并对两种方法中生成的副产物进行了分析。结果表明,一步法比两步法产品产率有很大提高,得到的残渣较少,主要是由DDM与BDM的加成反应生成的低聚物,重新利用价值较小;两步法副产物较多,如高温条件下BMA发生分子间脱水形成的线形低聚物,其可以水解成BMA重新利用。     

FLiNaK熔盐浸渗对2D C/C复合材料力学性能的影响

在650℃不同压力下将熔融的LiF-NaF-KF盐(46.5%-11.5%-42.0%，摩尔分数，FLiNaK)浸渗入2D C/C复合材料中，测试2D C/C复合材料的增重率、密度和力学性能的变化并用X射线断层扫描(X-ray CT)和扫描电子显微镜(SEM)观察FLiNaK熔盐的分布，研究了FLiNaK熔盐浸渗对2D C/C复合材料力学性能的影响。结果表明，FLiNaK熔盐分布在2D C/C复合材料开放的孔隙中、纤维束中和相邻层的裂缝中；随着浸渗压力的提高2D C/C复合材料的增重率增大、压缩强度和弯曲强度提高。FLiNaK熔盐浸渗产生的“二次增密”作用和2D C/C复合材料中残余应力的耦合效应，使其力学性能提高。     

纳米压印技术与感光树脂应用的发展

纳米压印技术作为1种新兴的微纳制造技术,受到了学术界极大的关注。UV光固化纳米压印因其工艺加工精度高,生产效率高,成本低,对准性好,在纳米压印中具有无可比拟的优势。在其不断发展中对核心要素之一的感光树脂的应用也提出了新的要求与挑战。本文总结了纳米压印技术及感光树脂应用的发展,同时提出了1种新的纳米压印光刻技术,并对感光树脂的发展提出展望。     

双组元液体动力环境下3D C/SiC复合材料喷管烧蚀性能

为明确C/SiC陶瓷基复合材料喷管在液体火箭发动机工作环境的烧蚀特性,采用先驱体浸渍-裂解（PIP）工艺制备得到3D C/SiC复合材料喷管,并对喷管进行多种工况环境下的地面热试车烧蚀考核。结果表明：制备得到的3D C/SiC复合材料喷管能够满足液体火箭发动机多种工况环境下抗烧蚀性能要求,喷管喉部线烧蚀率约为3.92×10^-4 mm/s;热试车烧蚀实验后喷管入口圆柱段、收敛段、喉部及扩张段外型面均残留有大量白色物质SiO₂,喉部局部出现烧蚀坑洞现象;C/SiC复合材料液体火箭发动机工作环境下的烧蚀机理为机械冲刷烧蚀和氧化烧蚀。     

不同热解碳界面层厚度C/ZrC-SiC复合材料烧蚀性能及其机理

通过控制沉积时间制备S5-C/ZrC-SiC、S15-C/ZrC-SiC、S30-C/ZrC-SiC和S50-C/ZrC-SiC等不同热解碳界面层厚度的复合材料,研究了不同热解碳界面层厚度C/ZrC-SiC复合材料的密度与微观组织、烧蚀性能的变化规律及其机理。结果表明：随着热解碳界面层厚度的增大,C/ZrC-SiC复合材料SiC基体含量、密度和气孔率不断降低,但是裂解ZrC基体的含量表现出先降低而后增大的变化规律。S30-C/ZrC-SiC复合材料20 s短时间氧乙炔烧蚀性能最优,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别-0.84 mg/s和3.00 μm/s;但是S15-C/ZrC-SiC复合材料长时间循环60 s烧蚀性能最优,其质量烧蚀率和线烧蚀率分别为1.22 mg/s和3.80 μm/s。其原因是,C/ZrC-SiC复合材料20 s氧乙炔烧蚀作用机理主要为机械冲刷,而C/ZrC-SiC复合材料的第二次60 s氧乙炔烧蚀发生了由机械冲刷向热物理和热化学烧蚀机理的转变。