关键词： 相变微胶囊   氧化石墨烯   Pickering乳液   纳米材料   复合材料  

摘要： 相变微胶囊利用微胶囊技术将相变材料封装在壳内，有效解决了相变时的泄漏问题，但仍存在热导率低和功能单一等问题。氧化石墨烯凭借其独特两亲性，为Pickering乳液制备及相变微胶囊设计提供了新策略。本文介绍了氧化石墨烯的两亲性特征及其稳定Pickering乳液的作用机理，概述了氧化石墨烯的尺寸、pH值、离子浓度和表面改性等因素对氧化石墨烯两亲性调控的影响。重点综述了基于氧化石墨烯稳定的Pickering乳液制备氧化石墨烯/有机壳和氧化石墨烯/无机壳相变微胶囊的研究进展，详细阐述了不同壳材的制备方法、合成原理及其优缺点，并概括了氧化石墨烯和壳材等对相变微胶囊热性能的影响，主要包括导热性能、蓄热能力、热稳定性等。最后指出基于氧化石墨烯稳定的Pickering乳液制备相变微胶囊存在的问题和未来发展方向，应精确调控氧化石墨烯的两亲性，进一步探究氧化石墨烯与壳材的作用机制及相变微胶囊的性能提升机理，加大多功能相变微胶囊的研发力度，拓宽相变微胶囊的应用。

关键词： 分数阶物质方程   分数阶电容   碳纳米管   硅橡胶   界面极化   分数阶LC振荡器  

摘要： 分数阶元件极大丰富和发展了现有电路理论，在电路中表现出更优良性能及更强鲁棒性，但是分数阶单器件的实现问题仍未得到有效解决。针对该问题，提出一种以碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNT）/纳米碳粉（Carbon，C）为填料，以硅橡胶为基体的复合材料的固态分数阶电容制作方法。首先，根据分数阶物质方程和麦克斯韦方程组建立了分数阶电容（Fractional order capacitor，FOC）的阻抗模型，讨论了FOC介质介电常数的频域关系。然后，以铜板为电容极板实验制作了FOC样品。经测试，样品CNT-FOC与C-FOC特性频带分别为800 Hz-2 MHz和10 kHz-1 MHz，实现阶次分别0.884±0.01和0.89±0.017。最后，构建了分数阶LC振荡电路，仿真与实验验证了所制FOC的实用性。结果表明：CNT和C均可用于构建宽频分数阶特性，其机理归因于界面极化效应和微电容结构模型。相较于C来说，CNT优异的结构性能拓宽了其分数阶特性向较低频率延伸，且在相角稳定性方面表现优异。经仿真与实验对比，分数阶LC振荡器输出电压频率稳定于1.49 MHz。同时，相比RC等效网络，CNT-FOC体积更小，便于实际应用。

关键词： 硼化物粉体   熔盐法   高温陶瓷   低温合成   纳米粉体  

摘要： 金属硼化物陶瓷在航空航天、电池正极载体材料、催化剂等多个工业领域具有应用潜力，但粉体原料的性能不佳制约了它们更为广泛的应用。熔盐法利用液相介质中反应物具有更快的扩散速度这个特点，在较短的时间内和较低的温度下就能完成合成反应，制备的粉体在纯度、粒度分布、形貌控制、分散状态、表面洁净度等方面相比其他制备方法有显著的优势。总结了近几年熔盐法制备高质量硼化物粉体的研究进展，介绍了二元硼化物粉体、三元硼化物粉体、高熵二硼化物(high-entropy diborides，HEBs)粉体以及硼化物复合粉体的合成条件、粉体表征、反应过程和机理，简要说明了目前主要的研究内容和研究方向。这些研究可为其他金属硼化物的熔盐法合成提供参考。

关键词： 超高分子量聚乙烯   复合材料   多孔材料   摩擦性能   水润滑  

摘要： 为改善超高分子量聚乙烯（UHMWPE）水润滑轴承复合材料的摩擦学性能，采用NaCl为造孔剂，对玻璃纤维（GF）/凹凸棒土（ATP）/UHMWPE复合材料进行多孔改性，通过热压成型并以水浴加热法萃取NaCl制备多孔试样，研究不同造孔剂含量复合材料的孔隙率、表面形貌、润湿性、力学性能、干摩擦和水润滑摩擦磨损性能，分析孔隙率对多孔复合材料润湿性、力学性能和摩擦学特性的影响。结果表明：NaCl作为造孔剂具有良好的造孔效果，随着孔隙率的增大，多孔UHMWPE复合材料试样的粗糙度增大，润湿性提高，硬度和压缩强度降低，干摩擦和水润滑摩擦系数都呈先降后升的趋势，耐磨性降低；当孔隙率为9.9%时，材料的平均干摩擦和水润滑摩擦系数最低；在水润滑工况下，多孔复合材料内部的NaCl会在摩擦过程中露出并萃取，形成新孔隙。

关键词： 热压烧结   包覆   复合材料   导热系数  

摘要： 为提高SiC/Al复合材料的力学与热学性能，本文通过采用热压烧结法制备了SiC/Al复合材料，研究了铜粉包覆SiC粉体对铝基复合材料微观组织及力学性能等的影响。结果表明:当铜的体积分数为1.5%时，试样的致密度达到98%，试样孔隙率最低，热导率达到237.54W/m·K；当铜的体积分数为2%时，硬度及抗弯达到最大值，分别为87.17HRB和386.28MPa。

关键词： 泡沫夹层结构   有限元模型   初始分层缺陷   极限载荷   分层扩展  

摘要： 复合材料泡沫夹层板结构在制造和使用过程中，其面板内会产生分层缺陷，严重影响结构的承载性能。本文采用三点弯曲试验与有限元模拟相结合的方法，对面板内含初始分层缺陷的碳纤维/聚氨酯泡沫夹层结构在弯曲载荷下的承载性能进行了研究，分析了初始分层缺陷长度、宽度以及分层缺陷沿厚度位置对复合材料泡沫夹层结构弯曲性能的影响。基于内聚力模型(CZM)模拟分析了初始分层缺陷的扩展演化过程，探讨了弯曲载荷作用下初始分层缺陷的扩展机理。结果表明，极限载荷值均随缺陷长度和宽度的增加而降低，其中宽度对其影响更大；分层缺陷扩展路径受尺寸和形状的影响较小，分层缺陷由缺陷的中部边界沿面板横向扩展；分层缺陷的位置由表层移动至中间层时，夹层结构的极限载荷随之增大。

关键词： Bi   WO   /N-TiO   纳米管   环丙沙星   光电催化   降解  

摘要： 随着抗生素在医疗、农业和畜牧业中的大规模使用,其残留物通过废水、土壤和食物链悄然渗透到自然环境中,抗生素等新污染物对环境和人类健康的危害已成为全球关注的焦点。为改善这一问题,采用等离子体法和水热法制备了Bi2WO6/N-TiO2纳米管异质结复合材料,对抗生素环丙沙星进行光电催化降解。SEM、XPS、PL等结构分析表明,Bi2WO6/N-TiO2电极呈纳米管状,Bi和W元素分别以Bi3+和W6+形式存在,Bi2WO6改性N-TiO2纳米管有效促进了电子-空穴对的分离;电化学分析表明,改性后形成的异质结降低了界面阻抗,提高了光生载流子转移速率和光电催化活性。单因素实验与响应面实验结果得出Bi2WO6/N-TiO2纳米管光电催化降解环丙沙星的最佳条件为:Bi2WO6负载浓度0.8mmol,Bi2WO6负载时间20h,外加偏电压15V,CCIP=10mg/L,pH=7,环丙沙星的降解率为71.96%,动力学常数达到了6.83×10-3min-1。捕获剂实验显示·O2-和h+是主要活性物质。经LC-MS分析,环丙沙星的降解途径可能包括哌嗪环裂解、脱醛基、脱环丙烷基、脱羧脱氟、C—N键断裂反应及氧化开环等反应,最终生成CO2、H2O、F-和NH4+等无机小分子。

关键词： 尼龙56   三聚氰胺氰尿酸盐   10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物   复合材料   非等温结晶  

摘要： 选用三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和10-(2，5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO-HQ）为阻燃剂，采用熔融共混法制备尼龙56（PA56）/DOPO-HQ、PA56/MCA阻燃复合材料，基于Jeziorny法和Mo法探讨了DOPO-HQ和MCA对PA56非等结晶行为的影响。结果表明：两种阻燃剂均能使PA56晶体的生长方式由二维片状转变为一维针状，但对结晶动力学的作用相反，其中加入DOPO-HQ使PA56的结晶速率减小，半结晶时间延长。Jeziorny法不能准确反映阻燃剂对PA56非等温结晶动力学的影响，而Mo法表明DOPO-HQ削弱了PA56结晶对降温速率的依赖性。可为优化PA复合材料的加工工艺参数和性能调控提供理论支持。

关键词： 超轻质工程水泥基复合材料   抗压强度   拉伸性能   微观分析   纳米纤维  

摘要： 为解决超轻质工程水泥基复合材料（ultra-lightweight engineered cementitious composites，ULECC）存在的强度较低和材料成本较高的问题，在微观力学设计理论的指导下，开发出一种兼顾强度和经济性可持续的ULECC。采用粉煤灰漂珠（fly ash cenosphere，FAC）和空心玻璃微珠（hollow glass microsphere，HGM）两种轻质填料，加入纤维素丝（cellulose filaments，CF）进行纳米增强，同时讨论水胶比的影响。共设计了5种配合比，其中3种可被归为ULECC。结果表明：提出的ULECC仅添加1%的PE纤维即可实现密度低至1 296 kg/m3，强度达41.9 MPa，拉应变达10.28%；水胶比是影响ULECC力学性能的重要因素，随着水胶比的减小，ULECC抗压强度、初裂强度和抗拉强度均逐渐增大，延性先减小后增大。SEM微观结构表明，掺入轻质填料会增大孔隙率，降低基体断裂韧性，使得延性显著上升。与传统工程水泥基复合材料（ECC）相比，ULECC在不过多损伤强度的前提下，提供了具有竞争力的变形能力，大大提高了可持续性，降低了材料成本。

关键词： TiB   /Al-Si复合材料   微/纳米TiB   颗粒   强化机制   断裂机制  

摘要： 采用搅拌铸造法制备TiB2/Al-Si复合材料，探究不同含量微/纳米TiB2颗粒对该复合材料力学性能的影响。研究表明，TiB2颗粒有效细化了Al-Si基体合金组织，提升了Al-Si基体合金的力学性能。当纳米TiB2颗粒含量达到1.5wt%时，TiB2/Al-Si复合材料的抗拉强度与伸长率分别达到344.69 MPa、6.64%，相较于基体合金分别提升了17.9%与55.5%。当TiB2颗粒含量达到0.8wt%时，TiB2/Al-Si复合材料的抗拉强度与伸长率分别达到334.90 MPa、7.50%，相较于基体合金提升了14.4%与75.6%。微/纳米复合材料的力学性能提高的强化机制为细晶强化、第二相强化、CTE强化，在纳米复合材料中Orowan强化同样发挥重要的增强作用；纳米颗粒增强复合材料的断裂机制是以脆性断裂为主的脆韧混合断裂机制；微米颗粒增强复合材料的断裂形式是以韧性断裂为主的脆韧混合断裂机制。