关键词： 离子液体   纳米材料   团聚   催化   合成   聚合物   复合材料  

摘要： 离子液体(Ionic liquids, IL)作为一种创新的环保绿色溶剂,具有可调控的物理化学性质、广泛的溶解能力、较好的生物相容性以及卓越的离子导电性,使得其作为结构导向剂、反应溶剂、还原剂和溶剂等在纳米材料制备领域得到了广泛的应用。本文针对不同种类的离子液体在纳米材料制备与改性领域的突出性能,详细阐述了离子液体在纳米材料制备领域的应用,分析了离子液体在金属、金属氧化物、碳纳米管和纳米纤维素等纳米材料制备中的应用进展,同时对离子液体在调控纳米材料的稳定性、形貌以及性能等方面的功能特点进行了总结,为未来离子液体在纳米材料制备方面的应用提出了新的建议,指出离子液体精确调控制备特定功能的纳米材料是未来的重要研究方向。

关键词： 石墨相氮化碳   元素掺杂改性   光催化   降解机理  

摘要： 基于g-C_(3)N_(4)(石墨相氮化碳)的光催化技术在污染物降解、光催化制氢、光催化还原CO 2等领域展现出巨大的潜力,然而,比表面积小、光生电子-空穴对复合率较高、光吸收范围有限等限制了g-C_(3)N_(4)的应用。提升其光催化性能的方法通常有元素掺杂、形貌调控、构建异质结等。文中详细阐述了通过非金属元素和金属元素掺杂改性g-C_(3)N_(4)的方法、机理及其应用。此外,对g-C_(3)N_(4)的后续改性方向,如非金属和金属元素共掺杂、多种改性方法耦合作用的前景进行展望。

关键词： 玄武岩   纤维   复合材料   综合利用   应用领域  

摘要： 玄武岩是一种广泛分布的基性火成岩,具有坚硬、耐磨、抗腐蚀的特性,在建筑、道路建设、新型材料开发等领域具有重要应用价值,其产品玄武岩纤维更是凭借其高抗拉强度、耐高温和耐化学腐蚀等性能,成为材料科学领域的研究热点。本文综述了玄武岩的形成机理以及国内外玄武岩纤维的研究与应用现状,分析了其在建筑土木、道路工程、能源、国防军工(航空航天)和农业等不同领域的应用优势及面临的挑战,并探讨了未来发展方向,强调技术创新、应用拓展和可持续发展的重要性,旨在为玄武岩资源的高效利用和相关领域的进一步研究提供参考。

关键词： 高精密线性异种复合材料旋铆   异种复合材料铆接   动态旋铆   精密旋铆   合金旋铆  

摘要： 针对特殊工况下的异种复合材料铆接难题,设计了一种高精密线性异种复合材料旋铆系统。传统旋铆设备无法实现分段控制、精准调节、压力位置自适应及在线质量监测,难以满足异种复合材料的旋铆工艺需求。为此,该系统基于模块化理念,集成了智能控制、闭环驱动、高精密执行和动态监控,通过硬件优化、智能算法和实时补偿技术,实现了旋铆过程的精确控制。实验表明,该系统在定位精度、工艺稳定性和质量判定等方面显著优于传统设备,为高端制造领域的异种复合材料铆接提供了创新解决方案。

关键词： 自控温复合材料   硅橡胶   正温度系数   交链-膨胀结构理论模型  

摘要： 为解决航空领域现存在的热控系统质量重、体积大的问题,本文以室温硫化硅橡胶为基体,炭黑(CB)、碳纳米管(CNTs)和镍(Ni)为导电填料,并且添加一系列助剂,采用溶液共混法制备室温硫化硅橡胶基PTC材料,并对其进行阻-温性能测试和自控温性能测试,验证了复合材料的PTC效应及温控能力;并对材料的微观结构进行了分析,提出了交链-膨胀结构理论模型。结果表明,当CB/CNTs/Ni混合填充量为16 wt%时,复合材料的室温电阻率较低,为19.95Ω·cm,PTC强度较高,为4.73,并且在经过300次冷热循环后,仍表现出较好的升温能力和控温能力。TG分析可以看出CB/Ni/CNTs的加入提高了硅橡胶的耐热性能;通过SEM分析可以看出,极大长径比的CNTs具有一定抑制CB团聚的作用;通过XRD分析可以得出导电填料在硅橡胶基质中分散较为均匀的结论。基于微观结构的分析,对内部导电网络通道和结构变化进行对比分析,构建了影响PTC效应的因素分析模型,为解决航空领域的热控系统减重问题提供了可行性参考。

关键词： 碳纤维   复合材料   回收   再利用   专利分析  

摘要： 碳纤维因高强度、高比模量、高耐化学性和低热膨胀性的优点被广泛应用于高端制造，同时其产业链的各个环节也产生了废料和报废（EOL）回收再利用的问题。风电叶片、飞机、汽车和建材是全球主要的碳纤维废物流，碳纤维的回收再利用专利技术研发和市场应用已迫在眉睫。通过分析碳纤维回收再利用专利申请量变化趋势，梳理申请地域分布、主要回收技术及申请人排名，揭示现存问题，明确重点技术创新方向，完善碳纤维回收再利用的专利布局和产业布局。

关键词： 碳纳米球   聚对苯二甲酸乙二醇酯   复合材料   阻燃   抗熔滴  

摘要： 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的易燃问题极大地威胁着人们的生命和财产安全,但通用阻燃剂无法兼顾其阻燃和抗熔滴需求。为同时改善PET的阻燃性和抗熔滴性,在碳纳米球(CNSs)表面接枝芳香席夫碱(BA)制备了一种新型的纳米碳基复合阻燃剂CNSs-BA,并将其通过熔融共混法引入PET中制备了复合材料。对CNSs-BA阻燃剂的形貌结构和热稳定性进行了表征,并研究了CNSs-BA/PET复合材料的阻燃性及其阻燃机制。结果表明:CNSs-BA为粒径50 nm左右的球状颗粒,热稳定性良好。当CNSs-BA添加量仅为2.0wt%时,CNSs-BA/PET的极限氧指数(LOI)从PET的21.0%提高至28.1%,阻燃等级达到UL-94 V-0级,峰值热释放速率降低了46.3%。阻燃机制研究表明:CNSs-BA/PET表现出典型的凝聚相阻燃机制,CNSs-BA的引入可显著提高PET的成炭性,CNSs-BA/PET的高温残炭量较纯PET提高了55.4%,且其成炭量的实际值大于理论值。与纯PET相比,CNSs-BA阻燃剂的引入使PET熔融之后发生了高温交联,使得CNSs-BA/PET燃烧生成的炭层致密性、连续性和热稳定性均显著提高。

关键词： 金属基复合材料   层状结构   扩散层   裂纹萌生   裂纹扩展  

摘要： 通过放电等离子烧结与热轧相结合的工艺制备了具有扩散层的层状Ti/TiNb复合材料,采用基于SEM的原位拉伸试验分析了不同状态复合材料的裂纹萌生与扩展行为,研究了Ti组元的厚度以及扩散层的组织状态对复合材料断裂行为的影响。结果表明,通过减小Ti组元的厚度,能够有效控制其内形成的贯穿裂纹的长度,进而延缓相邻TiNb层内剪切带的扩展;扩散层的组织状态对于复合材料的断裂行为有着显著影响,相比于具有“硬”扩散层的复合材料,具有“软”扩散层的复合材料在拉伸断裂前形成了更多的裂纹和剪切带,同时整体断裂后呈现出更加曲折的裂纹扩展路径。

关键词： 复合材料薄壁   可储存管状伸展杆式支撑臂   太阳翼   刚度   分步分析  

摘要： 针对传统有限元方法模拟复合材料薄壁可储存管状伸展杆式支撑臂的收卷过程难以收敛的问题,文章采用支撑臂先端部展开压平、再整体收卷的分步分析方法,使得有限元计算过程成功收敛。针对支撑臂作为主支撑结构在柔性太阳翼上的应用问题,提出一套从支撑臂单杆到柔性太阳翼组合体的设计与验证方法,分为支撑臂单杆设计与组合体应用验证两方面,包括同材料试件大变形性能测试、收卷过程分步分析、单杆刚度及稳定性分析验证、柔性太阳翼组合体力学分析等。有限元计算结果显示:柔性太阳翼展开后一阶弯曲基频为0.998 Hz,一阶扭曲基频为1.227 Hz,说明具有良好刚度特性,证明了该设计的合理性,可为支撑臂在航天器可展载荷结构上的应用提供参考。

关键词： 复合材料   氮化碳   CoZn-ZIF   氧化石墨烯   光催化   高级氧化技术  

摘要： 将磁性MG-C_(3)N_(x)材料前驱体与不同Co、Zn比的CoZn-ZIF复合,在900℃高温煅烧制备出Co_(3)O_(4)/ZnO@MG-C_(3)N_(x)可见光催化剂,使用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、热重分析仪、化学吸附等多种手段表征其结构、形貌和组成,研究了这种可见光催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,这种催化剂的可见光催化活性优良,在150 min内对MB的降解率为95.4%,负载金属离子的最佳比例为Co∶Zn=5∶1。在G-C3N4表面进行碱活化后在其表面产生的大量N缺陷有利于加快对光生电子的捕获、促进金属活性位点之间的协同作用,以及加快光生电子-空穴的分离和迁移,从而使其光催化活性提高。这种催化剂的稳定性较高,可回收,其中的主要活性物种是羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)。