关键词： 氮化硼   橡胶复合材料   表面改性  

摘要： 以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对氮化硼进行表面改性,并将改性后的氮化硼(BN)添加到环氧天然橡胶/天然橡胶(ENR/NR)橡胶基体中制备出橡胶复合材料,并对其力学性能、抗湿滑性能、耐磨性能以及导热性能等进行分析。结果表明:改性后的氮化硼可明显提升填料与基体的相互作用,增强橡胶复合材料的耐磨性能、抗湿滑性能、导热性能等。

关键词： 等离子体表面处理   中空玻璃微珠   环氧树脂   复合材料   表面改性  

摘要： 环氧树脂(epoxy resin,EP)与中空玻璃微珠(hollow glass bead,HGB)复合可提高其综合性能。本研究以真空等离子体表面处理对HGB改性,以引入活性基团,提高界面结合强度。采用改性的HGB与EP进行复合,并考察复合材料的微观形貌与表面基团、浸润性、力学性能和绝缘性能变化。结果表明:等离子体表面处理能够有效提高HGB的表面活性和浸润性,从而提高其与EP基体间的作用力,使EP/HGB的玻璃化转变温度和力学性能明显提升。然而,等离子体对HGB的刻蚀可能会在一定程度上提高复合材料的密度,并降低HGB/EP复合材料的绝缘性能。综上,真空等离子体表面处理HGB可实现EP的增强、增韧、轻量化和绝缘改性。

关键词： SiC_(f)/SiC复合材料   环境障涂层   弯曲强度   耐水氧腐蚀  

摘要： 采用熔融渗硅工艺制备SiC_(f)/SiC复合材料,研究试样在水氧腐蚀环境中的氧化行为。结果表明:经800℃和1200℃水氧腐蚀400 h后,不含环境障涂层(environmental barrier coatings,EBC)的试样弯曲强度保留率分别为78.8%和74.9%,含EBC的试样弯曲强度保留率分别为95.9%和93.0%。EBC的存在能够有效地阻碍材料与水氧腐蚀介质大面积直接接触,避免复合材料力学性能明显降低。800℃时BN界面层氧化是导致SiC_(f)/SiC复合材料力学性能下降的主要原因。1200℃不含EBC试样经水氧腐蚀400 h后界面层部分消失,纤维与基体之间出现空洞,失去保护纤维的作用,同时部分界面层将纤维与基体粘连起来。BN界面层氧化、SiC纤维与基体氧化的共同作用是造成复合材料力学性能下降的主要原因。

关键词： 石墨烯   聚合物基复合材料   取向结构   导热界面材料  

摘要： 随着电子设备功耗和热量的不断增加,对热管理材料的性能提出了更高的要求。石墨烯作为导热填料,被广泛用于制备导热复合材料。与传统的石墨烯与聚合物直接共混相比,取向结构的石墨烯更有利于获得高导热性能的复合材料。因此,如何在聚合物复合材料中构建取向结构石墨烯以实现高导热性能成为研究的热点。综述了近年来基于取向结构石墨烯的高导热界面材料的制备方法及其应用,并对其今后的研究和未来发展进行了分析与展望。

关键词： 聚二甲基硅氧烷/二氧化硅   空间电荷   陷阱   迁移率   电离  

摘要： 介电弹性体(dielectric elastomers,DE)常与柔性电极配合广泛应用于聚合物换能设备中。在高压直流作用下DE材料中的空间电荷积聚和输运过程会引起局部电场畸变,加速绝缘老化及损伤失效,进而影响换能设备长期可靠运行。该文通过红外光谱、热刺激电流、宽带介电谱、电导测量和直流击穿测试方法表征聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)及其纳米复合材料的宏观介电性能;采用电声脉冲法(pulse electroacoustic method,PEA)得到20 kV/mm下不同样品的动态空间电荷分布。结果表明,通过添加适量的纳米二氧化硅(SiO_(2))可以有效降低PDMS低频下的介电损耗,降低直流电导率,提高直流击穿场强。其二,在较高掺杂浓度(>2 phr)的复合材料中,经过表面处理的纳米粒子由于疏水基团相互排斥在PDMS中具有更好的分散性,击穿和电导性能仍有所缓慢提升。此外,热刺激电流和多层阻挡结构的空间电荷测量结果表明引入纳米SiO_(2)增大了深陷阱电荷量和陷阱密度,降低了PDMS的离子电离率和负载流子迁移率,进一步解释了直流高压下复合材料中的空间电荷积聚得到抑制的现象。研究通过添加纳米填料改善直流电压下PDMS的绝缘性能,可用于提升换能装置中DE材料的综合性能。

关键词： 环氧树脂   增韧   改性   复合材料  

摘要： 环氧树脂是一种具有较高强度和刚度、良好化学稳定性且容易加工的高分子材料,但环氧树脂由于其脆性大,应用受到极大限制。针对环氧树脂的增韧,国内外学者做了大量研究。主要介绍了近几年国内外采用增韧剂改性环氧树脂的研究进展情况,涉及增韧材料包括橡胶弹性体、热塑性塑料、纳米材料、柔性链段、超支化聚合物和嵌段共聚物等,并对未来环氧树脂增韧技术发展方向进行了展望,以期为今后的研究提供理论指导。未来,研究人员可在填充方法、改性方法、增韧机理和可操作性的基础上,推动环氧树脂增韧设计的发展。

关键词： 高性能复合材料   CFRP   GFRP   桥梁加固   力学性能  

摘要： 为解决大跨径桥梁结构损伤与承载力退化问题,结合某预应力混凝土连续箱梁桥加固补强实例,探讨碳纤维(CFRP)和玻璃纤维(GFRP)复合材料在桥梁加固中的力学性能。通过工况模拟与实体试验相结合的方法,按照不同工况建立试验组,通过静载试验、拉伸试验和动载疲劳试验研究CFRP和GFRP的力学特性,并分析试验参数对材料耐久性和承载力的影响。研究发现,CFRP的弹性模量显著高于GFRP,而断裂伸长率则相反;CFRP双层正交加固方案在常温环境下可显著提升桥梁极限承载力,其动载疲劳寿命改善效果优于传统钢板加固;高温高湿条件会导致界面剪切强度和极限荷载显著退化,而低温干燥环境则影响材料的韧性表现;加固层数是影响加固效果的主导因素,纤维方向与环境湿度次之。

关键词： 碳纤维复合材料   建筑结构   加固与修复  

摘要： 本文深入探讨了碳纤维复合材料(CFRP)在建筑结构中的应用现状,从力学性能、耐久性和施工性能三个维度进行了详细分析。还着重阐述了CFRP在提高结构承载能力与抗震性能、延长使用寿命、减轻结构自重以及提升建筑品质等方面的显著优势。通过引用具体案例和数据支持,本文旨在为CFRP在建筑结构中的广泛应用提供坚实的理论依据和实践指导,促进建筑行业的创新发展。

关键词： 二维金属碳化物   聚吡咯   自组装   超级电容器  

摘要： 二维金属碳化物(MXene)具有类似于金属材料的导电性和可调控的表面终端结构,可以与赝电容材料结合,形成具有高能量密度的复合电极材料体系。然而,Ti_(3)C_(2)T_(x)的金属性限制了其与导电聚合物在强氧化性介质中的原位组装过程。本文利用Ti_(3)C_(2)T_(x)表面的负电性结构,促使其吸附正电性的聚吡咯(PPy)纳米粒子,实现了Ti_(3)C_(2)T_(x)与PPy间的自组装过程,形成了Ti_(3)C_(2)T_(x)/PPy复合材料的微-纳多尺度复合结构,有助于增加电解液与电极表面活性位点的接触面积,提高复合电极材料电解液间的相互作用。电化学分析表明,当电流密度为1 A·g^(-1)时,Ti_(3)C_(2)T_(x)、PPy和Ti_(3)C_(2)T_(x)/PPy复合材料的比电容分别可以达到100.5、161.8和238.6 F·g^(-1)。此外,Ti_(3)C_(2)T_(x)/PPy复合材料在5000次循环后其容量保持率仍可以达到92.3%,说明Ti_(3)C_(2)T_(x)的二维支撑作用有助于改善PPy的结构稳定性。

关键词： 碳/碳复合材料   动态压缩   高温   力学性能   失效模式  

摘要： 利用材料试验机和具有高温同步加载能力的分离式霍普金森压杆装置,研究了三维编织碳/碳复合材料在室温(25℃)准静态和25~900℃时的动态压缩力学性能。实验结果表明,复合材料强度受纤维取向、应变率和温度三个因素的影响。在相同的应变率和温度下,复合材料Z向强度均大于XY向强度。随着应变率增加,复合材料XY向和Z向强度均增加,表现出正的应变率效应。随着温度从室温增加到900℃,复合材料XY向和Z向强度均先增加,在600℃时达到最大值,随后强度开始下降。静动态加载下,XY向复合材料均发生剪切失效,但动态剪切断裂角小于准静态情况。随着应变率增加,Z向复合材料断裂模式从剪切失效转变为基体压碎和部分纤维折断。