关键词： 二氧化硅气凝胶   制备工艺   应用  

摘要： 二氧化硅气凝胶是一种具有纳米多孔结构的新型轻质固体材料,由于其独特的性质引起了人们极大的兴趣,例如极低的密度、高比表面积、优异的隔热性能和光学透明性等。近年来,随着材料科学和纳米技术的快速发展,气凝胶在能源、环保、航空航天等领域的应用潜力逐渐显现。本文旨在综述二氧化硅气凝胶的最新研究进展,涵盖其制备方法及应用前景。Silicon dioxide aerogel is a new type of lightweight solid material with nanoporous structure, which has aroused great interest due to its unique properties, such as extremely low density, high specific surface area, excellent thermal insulation and optical transparency. In recent years, with the rapid development of materials science and nanotechnology, the potential of aerogels in energy, environmental protection, aerospace and other fields has gradually emerged. The aim of this paper is to review the latest research progress of silica aerogels, covering their preparation methods and application prospects.

关键词： 超低介电常数   硅酸铝锂   微波介电性能  

摘要： 超低介电常数锂基硅酸盐微波介质陶瓷材料作为介质基板在第五代无线通信技术中显示出极大的潜力。然而,较高的烧结温度带来的残余应力会导致材料的介电损耗增加,微波介电性能变差。本工作通过在LiAlSi_(2)O_(6)陶瓷中引入B^(3+)来减少Al^(3+)含量,从而改善LiAlSi_(2)O_(6)陶瓷的烧结温度和微波介电性能。采用固相反应法与冷等静压技术相结合的方式制备了LiB_(x)Al_(1-x)Si_(2)O_(6)(0≤x≤0.20)微波介质陶瓷,并研究了B^(3+)掺杂对该材料的烧结特性、相结构、微观形貌以及微波介电性能的影响。研究结果表明,随着掺杂量的增加,陶瓷的烧结温度由1400℃大幅降低至1000℃。同时,相对介电常数(εr)从3.95降低至3.69,品质因数(Q×f)从24300 GHz显著提升至30560 GHz,谐振频率温度系数(τf)从–45.9×10^(–6)℃^(–1)升高至–20.9×10^(–6)℃^(–1)。具体而言,εr的变化主要受材料本征极化率、晶格振动以及共价键强度的共同影响;Q×f提升则与填充分数(PF)增加和阻尼系数减小密切相关;τ_(f)增大与氧的键价(VO)存在较强的关联性。此外,x=0.20组分展现出最佳的微波介电性能,具体表现为ε_(r)=3.69,Q×f=30560 GHz,τ_(f)=–20.9×10^(–6)℃^(–1)。本研究制备的LiB_(x)Al_(1)–_(x)Si_(2)O_(6)为未来高性能微波介质陶瓷材料的开发与应用提供了重要的理论依据和实践指导。

关键词： 复合材料   损伤失效   评价   量化  

摘要： 随着国产民机复合材料构件批产和服役,复合材料构件损伤失效问题正逐步显现,对现有设计、成型工艺、制孔、装配、检验和验收要求及规范构成了挑战。为进一步合理控制批产质量,减少服役损伤,在建立构件设计、制造、服役原始数据平台,研究构件损伤演化失效机理和技术图谱的基础之上,建立了构件损伤失效分析评价量化机制,结合飞机起落架外舱门损伤评价量化分析探讨了机制可行性,为复合材料构件批产质量优化提供新的思路,促进构件设计、工艺、检验、验收要求或标准优化。

关键词： 锌离子电池   聚乙烯醇水凝胶电解质   电化学性能   聚苯胺   二氧化硅  

摘要： 通过加入聚苯胺(PANI)提高聚乙烯醇(PVA)水凝胶电解质的导电性,并引入纳米SiO_(2),使其与PVA中的羟基形成氢键相互作用,从而改善电解质的力学性能、离子传输能力和结构稳定性。所制备的PVA/PANI/SiO_(2)导电水凝胶电解质表现出高的拉伸应力(15.45 MPa)、应变(516.09%)、离子迁移数(0.56)和离子电导率(0.992 mS·cm^(-1)),以及宽的电化学窗口(2.56 V)。使用该电解质的对称电池可实现超过1200 h的稳定循环且锌沉积均匀。改性后的电解质显著提升了电池的电化学和力学性能,同时增强了其循环稳定性和电化学可逆性。

关键词： 链状结构   核壳结构   复合材料   阻抗匹配   电磁波吸收  

摘要： 电磁波吸收材料不仅可以解决电磁污染、电磁干扰、电磁泄露等问题,还是有效的雷达隐身材料,因而吸引了广大研究者的热忱。核壳式链状电磁复合材料作为新型的电磁波吸收材料,表现出多重的结构优势。介电壳层与磁性内核的复合能够产生电磁损耗协同作用;高长径比的一维结构,提供了电磁波的传输路径;自组装形成的三维网络,增强了电磁波的多重反射;类天线效应有助于增加电磁波的多重散射。此外,选择恰当的介电壳层能够使核壳式链状电磁复合吸波材料兼顾抗氧化、耐腐蚀、耐高温等特性,有效提升其环境适应性。根据现阶段的研究进展,本文系统综述了核壳式链状电磁复合吸波材料的制备方法,对比分析了长径比、壳层类型、壳层厚度、壳层数量、多孔结构及壳层的晶相组成等结构因素对吸波性能的影响,阐明了核壳式链状电磁复合吸波材料的详细损耗机制,展望了核壳式链状电磁复合吸波材料的改进策略与发展方向。

关键词： 导电水泥基复合材料   导电填料   导电特性   低碳环保  

摘要： 从粉末导电填料、纤维导电填料、纳米导电填料等方面出发,综述了近年来国内外关于导电水泥基复合材料的研究进展,并对导电水泥基复合材料现阶段所存在的缺陷和不足给出了合理建议,最后对未来发展方向及应用前景做出了展望。

关键词： 木质素   高分子   复合材料   界面相容性  

摘要： 木质素是自然界中储量最高的芳香类聚合物,造纸制浆工业每年会产生数千万吨工业木质素,但高值化利用率不足。高分子材料量大面广,但通常来自于不可再生的化石资源,且难以降解。开发高性能木质素/高分子复合材料对实现工业木质素大批量、高值化利用,缓解对化石资源的依赖,降低环境污染等问题具有现实意义。然而,工业木质素存在分子间作用力过强、分子间易聚集的问题,导致其在高分子材料中分散性能差、复合材料性能低。本文回顾了近年来的木质素/高分子复合材料界面相容性提升策略,从微观界面作用角度将其划分为了高应力粉碎、相容剂添加、化学改性、聚集态调控和界面动态键构建五类。文章详细评述了木质素微观结构及其与高分子的结合方式对复合材料强度和韧性的影响,指出界面相容性强化是构筑高性能木质素/高分子复合材料的核心,强化策略的经济性和绿色性是制备复合材料需要重点考虑的因素。今后的研究需要从机理层面进一步剖析木质素/高分子界面作用本质,针对高分子材料结构特征选择性调控木质素微结构和聚集态,制备高性能复合材料,同时拓宽工业木质素在智能材料、医用材料等新兴领域的利用途径。本文对高性能木质素/高分子复合材料的设计与构筑进行了系统性总结和归纳,对于指导该领域材料的开发与应用提供了理论依据和研究思路。

关键词： CdS   NiTi-MOF   光催化   光吸收  

摘要： 采用水热法制备75%NiTi-MOF粉体,之后以硫化钠、乙酸镉和75%NiTi-MOF为原料,采用共沉淀法制备了一系列CdS@75%NiTi-MOF复合材料,利用XRD、SEM、EDS、吸收光谱等测试了CdS@75%NiTi-MOF粉体的晶体构型、微观形貌以及光吸收性能,以罗丹明B为目标降解物,评估了CdS@75%NiTi-MOF复合粉体在可见光下的光催化活性。研究结果表明:CdS和75%NiTi-MOF样品之间形成了良好的复合,75%NiTi-MOF的形貌是由二维纳米片构成的玫瑰花型结构,当CdS和75%NiTi-MOF两者复合后,75%NiTi-MOF玫瑰花型被CdS包裹起来形成了复合块体颗粒,并且颗粒表面有75%NiTi-MOF花球的裸露,二者的复合增强了CdS材料的光吸收性能和吸附性能。CdS和75%NiTi-MOF材料的复合,提高了CdS材料的光催化活性,在氙灯光照100min后,0.02CdS@75%NiTi-MOF光催化剂对罗丹明B的降解率为94%。

关键词： 聚乳酸   聚乙烯醇   结晶度   拉伸强度   亲水性  

摘要： 为开发出兼具高强度和亲水性的聚乳酸(PLA)基复合材料,首先利用硅烷偶联剂(KH550)对纳米羟基磷灰石(HA)进行表面改性,随后,与PLA溶液混合后得到PLA/HA,再和不同含量的聚乙烯醇(PVAL)熔融共混制备出(PLA/HA)/PVAL复合材料。对不同组分复合材料的结晶性能、成核性能、亲水性能、力学性能、吸水率及吸水后力学性能进行分析。结果表明,随着PVAL含量的增加,复合材料的结晶度和结晶速率均显著提高,PVAL质量分数为0%和15%的复合材料的结晶度分别为4.3%和15.1%。同时,PLA/HA复合材料在110℃结晶时间为4.7 min,而添加PVAL的复合材料的结晶时间均缩短到3.0 min以内。复合材料的力学性能也因PVAL的加入而得到增强,PVAL质量分数为15%的复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量分别达到了82.0 MPa和2312.6 MPa,与不加PVAL的材料相比,分别提高了33.3%和46.7%。此外,接触角分析和吸水性能实验结果表明,添加PVAL改善了复合材料的亲水性,其接触角随着PVAL含量的增加而明显下降,从100/0的71.7°降至80/20的58.6°。与此同时,(PLA/HA)/PVAL复合材料的吸水率也因PVAL的加入而增大,且强度的损失也与吸水率呈正相关。

关键词： 金属基复合材料   铸造工艺   颗粒增强   显微组织   力学性能  

摘要： 为了改善ZL109铝合金组织,提高合金力学性能,本文采用机械搅拌与振动相结合的工艺制备了SiC颗粒(SiC_(p))增强ZL109铝合金复合材料(SiC_(p)/ZL109),研究了SiC_(p)粒径(13μm、29μm和48μm)及含量(3 vol.%、5 vol.%和8 vol.%)对复合材料组织和力学性能的影响。结果显示,SiC_(p)粒径为13μm时,晶粒组织较为细小,粒径为48μm时,晶粒比较粗大;体积分数5 vol.%时,增强颗粒在基体合金中分布较均匀。在本试验条件下,增强颗粒的最佳体积分数为5 vol.%,颗粒粒径为13μm,此时SiC_(p)/ZL109复合材料的力学性能最好,硬度平均值达到Hv126.41,抗拉强度为211.39 MPa。随着颗粒粒径的增大,SiC_(p)/ZL109复合材料的力学性能逐渐下降。研究发现采用机械搅拌辅助振动工艺能够显著提高SiC颗粒分布的均匀性,这可为实际生产提供理论基础和技术参考。