关键词： 液态金属   可拉伸电子   电极图案化制备技术  

摘要： 拉伸电子器件因具有优异的机械性能和电学性能,已成为当下信息电子领域的研究热点。作为拉伸电子器件中的高速电子传输通道,可拉伸导电材料在实现拉伸电子器件功能中起着至关重要的作用。液态金属因兼具本征柔性和优异导电性能,近年来逐渐成为拉伸导电复合材料领域的热点研究对象。液态金属是一种常温液态导电材料,由于其固有的高导电性、流动性和延展性,使其表现出优异的可拉伸性和可调性。基于液态金属的可拉伸导电复合材料制备与图案化技术相继被报道,并成功应用于制备兼具优秀机械和电气性能的可拉伸器件。鉴于液态金属基可拉伸复合材料的一般结构特点,制备的关键是如何解决不同材料之间物性差异所导致的界面处非浸润问题。因此,本文从常见的复合材料种类出发,首先简要介绍了常被采用的液态金属的一般组分与物理性质,以及常用的可拉伸聚合物基质材料。然后分别从“被动”和“主动”两种应对界面非浸润问题的解决方式以及共混分散法、新式改性法等综述了液态金属基导电复合材料中液态金属与弹性材料的复合方法。最后对这一领域的最新研究进展做了简单介绍,并对未来液态金属基复合导电材料的研究方向和所面临的问题做了初步探讨。

关键词： Cu-BTC   改性生物焦   复合材料   分子结构   汞脱除机理   密度泛函  

摘要： 为了获得经济高效的烟气脱汞剂,基于掺杂Fe/Cu多元金属的改性生物焦与作为金属有机骨架材料(Metal-organic Frameworks,MOFs)的Cu-BTC两者均含有不饱和金属中心与含氧官能团的基础特性进行结构设计,利用原位生长法制备MOFs基改性生物焦复合吸附剂。在获得样品Hg0脱除特性的基础上,针对Cu-BTC与改性生物焦以及所含各类型活性中心之间的耦合机理及协同机制进行了研究。同时在综合研究微观特性的基础上构建了复合吸附剂的分子结构单体模型,基于密度泛函理论,并利用分波态密度函数,对Hg^(0)在复合吸附剂表面的吸附过程进行理论计算,进一步揭示深层次的脱汞机理以及关键作用机制。结果表明:Cu-BTC材料的脱汞性能优于改性生物焦,而基于2种材料进行复合所获得的Cu-BTC基改性生物焦样品脱汞性能获得了显著提升,最优负载比例为50%,对应汞脱除性能高达239.18μg/g;复合吸附剂的分子模型主要以芳香结构为主,并含有2个吡啶氮并苯,1个蒽并苯以及1个呋喃,分子式为C_(75)H_(34)O_(28)N_(3)Fe_(2)Cu_(13),分子量M_(r)=2361.5;多元金属团簇、氧空位和碳骨架的协同作用利于活性中心的暴露,同时改性生物焦作为底物载体,可在负载于交联的MOFs骨架中提供更多的金属中心和碳骨架,进而在提升反应体系电子受体容量和传质能力的基础上,防止金属氧化物粒子在热处理过程中自聚集形成高度分散的金属中心,从而协同促进对Hg^(0)的脱除。

关键词： 氧化铈   氧化铜   腐殖酸   电催化氧化  

摘要： 去除腐殖酸对于保障水体安全至关重要。电催化氧化技术作为一种环境友好型绿色水处理技术,具有操作简单、催化效率稳定、运行成本低等优势。本文通过简单生物模板法合成了CuO-CeO_(2)复合材料催化剂,通过单因素实验确定最佳反应条件,在电压为3 V,极板间距为1 cm,pH为5,初始浓度为10 mg/L,电解质浓度为15 g/L,CeO_(2)和CuO的配比为6∶1时,材料的电催化性能最佳,在30 min时腐殖酸去除率就达到了91.27%,之后70 min几乎维持稳定,溶液中TOC的含量降低了52.68%,进一步证明了污染物大部分分解为水和二氧化碳。

关键词： 棉浆黑液提取物   共混   木塑复合材料   力学性能  

摘要： 为高效利用棉浆黑液,本研究以棉浆黑液提取物为填料,与高密度聚乙烯共混后采用模压成型工艺制备木塑复合材料(WPC),采用红外(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、吸水率、水接触角、热重量分析(TGA)、弯曲性能测试、拉伸性能测试等表征手段分析材料的形貌、吸水性能、热稳定性和力学性能等,并与传统的玉米秸秆、木质素基木塑复合材料进行对比。结果表明,棉浆黑液提取物基木塑复合材料表面光滑,密度为1.057g/m^(3),水接触角为97.75°,吸水率为0.95%,均符合国家标准;起始分解温度为213℃,500℃下的残炭量达12.04%,耐热性提高;弯曲强度显著优于玉米秆和木质素基木塑复合材料,拉伸性能介于二者之间,具有优异的力学性能。

关键词： 石墨3D打印   尺寸精度   微波吸收   石墨电极  

摘要： 3D打印作为一种新型制造技术,已被广泛应用于各类材料的成型制造,并展现出巨大的发展潜力。石墨具有优良的耐高温性、导电性、导热性、热稳定性和化学稳定性,在冶金化工、能源行业、航空航天、核工业等领域得到广泛应用。以石墨及其复合材料作为基体,利用3D打印技术生产制造石墨基产品,能够缩短生产周期、提高材料利用率、减少石墨粉尘污染,为高性能复杂形状石墨的个性化定制及产业化应用提供了一种高效经济的综合解决方案。本文重点阐述了石墨及其复合材料的3D打印技术,分析了各种技术的优缺点,并介绍了3D打印成型的石墨产品的性能和应用,论述了石墨及其复合材料在3D打印领域发展过程中的机遇和挑战,并对未来的发展提出了展望和建议,石墨3D打印技术的发展还需开发扩展石墨复合材料的种类和新型打印装备及其配套设备,并在传统石墨的基础上进行3D打印石墨后处理技术研发。

关键词： 水热反应   C/C复合材料   合金催化剂   析氢电极  

摘要： 为实现C/C复合材料作为碱性电解水制氢阴极电极基体的应用,解决C/C复合材料导电性和析氢活性差的问题。本文以碳布为预制体,通过气相沉积结合表面氧化工艺制备C/C基体,采用水热法将用于碱性电解水制氢的NiZn复合电催化剂与C/C基体进行复合改性,形成NiZn-C/C复合电极,为进一步提高复合电极析氢活性,在合成NiZn-C/C复合材料过程中引入含钼前驱体进行复合改性形成具有异质结构NiZnMo-C/C复合电极。通过扫描电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等测试仪器对复合电极进行测试,结果表明:合金催化剂的引入能够有效提高C/C基体的催化性能,而Mo合金的引入能够进一步提高复合电极的析氢催化活性。在相同测试条件下,3000 A/m^(2)电流密度下,NiZnMo-C/C复合电极析氢反应过电位较NiZn-C/C复合电极降低了61 mV,电化学反应活性面积增加了3.83 mF/m^(2)。

关键词： 碟形弹簧   力学性能   实验教学   疲劳试验机   自复位  

摘要： 为了将可恢复功能防震理论引入“工程结构抗震”课程,该文基于耗能低和自复位能力良好的受压碟形弹簧,设计了一种碟形弹簧实验装置,并对该装置的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力和自复位能力开展试验研究,揭示碟形弹簧的力学性能与工作机理等。该文将疲劳试验机引入工程结构抗震课程与实验教学,使学生能从宏观和微观视角直接认识碟形弹簧的耗能演化特征,以及认识碟形弹簧在地震作用下的耗能与复位性能。该实验可用于锻炼学生硬件操作和软件使用能力,以问题为导向对结果进行数据处理和分析,加深学生对工程结构抗震原理和可恢复功能理念中自复位、可更换和耗能机制的理解,培养学生的探索精神和实际操作能力。

关键词： 复合材料   纳米材料   再生   沥青  

摘要： 为了研究碳纳米管对植物油,再生沥青流变性能的影响,采用沥青四组分实验、高温流变性能实验与低温流变性能实验对不同掺量下的碳纳米管植物油复合再生沥青化学组成与流变性能进行测试。结果表明:多壁碳纳米管(MWCNTs)对植物油再生沥青的化学组分质量分数影响较小;MWCNTs的纳米尺寸效应与特殊层状结构提高了CSB植物油再生沥青弹性恢复性能,减少沥青在车辆荷载作用下发生的不可恢复变形;MWCNTs改性剂对植物油再生沥青的低温流变性能存在一定负面影响,植物油可以一定程度上平衡MWCNTs改性剂对再生沥青低温流变性能的负面影响;MWCNTs改性剂能够显著提高再生沥青的抗老化性能,提高复合再生沥青的使用寿命。

关键词： 热压烧结   铜基复合材料   TiC   微观结构   热膨胀性能  

摘要： 采用热压烧结制备了TiC10 vol%/Cu复合材料,分别分析了TiC化学镀铜改性和原位形成对TiC/Cu复合材料性能的影响,探讨了固态下TiC颗粒原位形成机制。结果表明:TiC颗粒不经过敏化和活化处理同样可以获得较好的镀铜效果,既降低了镀铜成本,又避免了杂质元素的掺入;固态原位形成TiC的大小与分布受石墨粉的大小和分布控制,而TiC颗粒的形成过程受Ti原子扩散所控制;原位形成的TiC/Cu复合材料具有较高的致密度和较低的膨胀系数,但导电率要低于化学镀铜TiC试样,同时,TiC经化学镀铜处理后,同样可以显著降低复合材料的膨胀系数。

关键词： 振动频率   Mn/Cr变质处理   13%Mg_(2)Si/A356-1.3Fe复合材料   显微组织   拉伸性能  

摘要： 目的提升汽车轮毂用13%(质量分数,下同)Mg_(2)Si/A356-1.3Fe复合材料的力学性能。方法采用振动铸造的方法制备13%Mg_(2)Si/A356-1.3Fe复合材料,研究了振动频率(0~180 Hz)和不同Mn/Cr质量比(0%∶1%~1%∶0%)变质处理对复合材料显微组织、物相组成、室温拉伸性能和高温拉伸性能的影响,并对比分析了热处理态复合材料和A356再生铝合金(对比材料)的显微组织和拉伸性能。结果施加不同振动频率后,复合材料中初生相的尺寸细小、分布均匀,在复合材料浇铸过程中施加机械振动有助于提高材料的抗拉强度,当振动频率为180 Hz时,复合材料的抗拉强度约为未施加机械振动时的1.51倍。不同Mn/Cr比变质处理后,复合材料中富铁相的形态、尺寸和类型都发生了改变,除Mn/Cr比为1%∶0%外,经其他Mn/Cr比变质处理的复合材料的抗拉强度都高于未变质处理的复合材料的抗拉强度,且Mn/Cr比为0.5%∶0.5%变质处理复合材料的抗拉强度最大,约为未变质处理复合材料的1.2倍。结论经过机械振动、Mn/Cr比为0.5%∶0.5%变质处理和热处理后,复合材料中富铁相为α-Fe(Al8Fe_(2)Si)相,相较于再生铝合金,其室温、150℃和350℃时的抗拉强度分别提高了26.0%、53.9%和124.5%。