关键词： 石墨烯   聚吡咯   磷化镍   析氧反应   阻抗  

摘要： 为了设计和开发一种经济高效的析氧反应(OER)催化剂,采用化学氧化法和水热法等方法,使用聚吡咯(ppy)对还原氧化石墨烯(rGO)进行功能化改性,再结合磷化镍(Ni_(2)P),制备Ni_(2)P/ppy/rGO催化剂。运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对材料进行结构和形貌表征,再通过电化学测试研究了催化剂的析氧反应性能。结果表明,Ni_(2)P/ppy/rGO具有良好的电催化性能,在电流密度为10 mA·cm^(-2)时,需要的过电势(258 mV)较小,表现出比ppy/rGO(319 mV)、Ni_(2)P/ppy(323 mV)更好的电催化析氧性能。Ni_(2)P/ppy/rGO催化剂相应的塔菲尔斜率(74.0 mV·dec^(-1))也较小,表明其在析氧反应中具有较好的催化动力学性能。

关键词： 三元乙丙橡胶   丁基橡胶   阻尼性能   回弹性能  

摘要： 围绕三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料阻尼性能和回弹性能难以兼顾的问题,重点研究了丁基橡胶(IIR)、炭黑含量以及炭黑种类等对IIR/EPDM复合材料化学交联网络、炭黑填料网络等微观结构以及各项性能的影响规律。实验结果表明:引入IIR提高了IIR/EPDM橡胶复合材料整体分子链的饱和度以及侧甲基含量,增加了橡胶分子链的缠结程度;同时IIR的加入也提高了IIR/EPDM橡胶复合材料的剪切模量和阻尼性能,但回弹性能有所降低。进一步研究发现,在IIR/EPDM复合材料中减少炭黑含量以及引入大粒径炭黑(N550)后,降低了复合材料中纳米填料网络效应,提高了纳米填料分散度,增强了橡胶分子链活动能力,从而同时提高了IIR/EPDM橡胶复合材料的阻尼和回弹性能。因此,在EPDM橡胶基体中,适当引入IIR(两者的质量比为80∶20),同时复合低含量(45份)大粒径炭黑后,可获得阻尼性能和回弹性俱佳的IIR/EPDM橡胶复合材料。

关键词： 工程训练   课程思政   复合材料   实践教学  

摘要： 为充分发挥工程训练课程思政在培养学生立德树人方面的作用,复合材料制备与加工实践模块根据项目特点深入分析了教学内容,将家国情怀、勤俭节约、创新思维、工匠精神、专业认同感等思政元素润物无声地融入课程;强化了教师能力培养,课程思政也是“教师思政”;通过翻转课堂、师生共建思政案例、撰写心得体会等方式探索了课程思政教学新方法,使思政教育真正落地。

关键词： MXene   电磁屏蔽   多孔结构   碳纳米材料   牺牲模板法  

摘要： 随着科学技术的不断发展,“强吸收、宽频、轻质”的电磁屏蔽材料亟需被开发。本文选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球和冰模板,通过牺牲模板法制备了三维空心MXene-还原氧化石墨烯-碳纳米管(MXene-rGO-CNT)复合材料,并对复合材料的形貌结构和电磁屏蔽性能进行了表征。结果表明:丰富微孔结构的构造改善了MXene薄片团聚现象,并减轻了复合材料的密度(低于0.26 g/cm^(3))。同时,互连多孔结构可以引起电磁波在材料内部的多次反射和散射,增强其电磁屏蔽性能。MXene-rGO-CNT复合材料在1~18 GHz的测量宽频率范围内表现出良好的电磁波屏蔽性能,峰值达到54 dB的高电磁屏蔽效能。这项工作为制备高效电磁屏蔽应用的纳米复合材料提供了一种便捷的方法。

关键词： 纳米二氧化硅   氯氧化镁胶凝材料   抗压强度   耐水性  

摘要： 以双氧水修复并活化纳米二氧化硅表面羟基,通过分子间脱水将壳聚糖磷酸酯负载到纳米二氧化硅表面制备了纳米二氧化硅@壳聚糖磷酸酯,将纳米二氧化硅@壳聚糖磷酸酯添加到氯氧化镁胶凝材料中进行耐水改性。结果表明,纳米二氧化硅@壳聚糖磷酸酯的加入增加了氯氧化镁胶凝材料各龄期的抗压强度,改性后的氯氧化镁胶凝材料养护龄期7 d和28 d的抗压强度分别为116 MPa和127 MPa,比未改性试样增加了11.5%和5.8%。改性后的氯氧化镁胶凝材料水泡28 d后的抗压强度高达102 MPa,比相同水泡时长下磷酸改性的试样高8.3%。同时,纳米二氧化硅@壳聚糖磷酸酯可以细化氯氧化镁胶凝材料的孔结构。

关键词： 聚芳醚腈   玄武岩纤维   力学性能   热性能   摩擦磨损  

摘要： 通过双螺杆挤出注塑成型技术制备了一种聚芳醚腈基玄武岩纤维增强复合材料(PEN/BF),通过万能材料试验机、热失重分析仪和动态热机械分析仪研究了添加不同含量玄武岩纤维对复合材料力学性能及热性能的影响,并采用扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机对材料的表面形貌和摩擦磨损性能进行了测试和分析。结果表明:通过加入玄武岩纤维,聚芳醚腈基玄武岩纤维复合材料的力学性能、热性能和耐磨性能相比于聚芳醚腈基体材料均得到了较大提高。

关键词： 机器视觉   玻璃纤维束   图像处理   缺陷检测   KNN分类算法   复合材料  

摘要： 玻璃纤维束是由成百上千根细小的玻璃纤维组合而成的整体,这种结构导致在纤维缠绕制品生产工艺过程中的断纱缺陷难以识别。针对此难题,提出了一种基于机器视觉检测玻璃纤维束是否有缺陷及缺陷位置定位的方法。利用工业相机实时拍摄纱路上玻璃纤维束的图像,并把图像传输到计算机,由计算机利用OpenCV库对每一帧玻璃纤维束的图像进行处理,得到每根玻璃纤维束的轮廓及缺陷特征,根据缺陷特征通过缺陷检测算法判断玻璃纤维束是否完全断开或部分断开,利用KNN算法判断缺陷所在位置。玻璃纤维束的运动速率为1 m/s,以30 fps的帧率采集600张图像进行实验验证,检测数据表明综合准确率达96.6%,满足玻璃纤维束缺陷检测的要求。

关键词： 鳞片石墨   复合材料   热导率   热膨胀  

摘要： 使用高导热的鳞片石墨为填充材料,与铝基体制备高导热性能的复合材料,用ABAQUS对鳞片石墨在基体中的形状分布规律、排列位置与体积分数、石墨形状、热流通道进行模拟分析。结果表明:当复合材料中鳞片石墨体积分数为15%且石墨片长轴与厚度之比大于4时,复合材料有较高的导热系数;随着石墨片长径比增加复合材料的热膨胀性能先增加后下降,但对整个复合材料的影响较小;建立石墨片含量为25%且长短轴之比分别为1、2、3、6的四种模型,复合材料的导热性能随着鳞片石墨长短轴之比先增加后下降,在长短轴之比为3~5时有较高的导热系数;整齐连续的热流通道能够传递更多的热量,但是抵消热应力的能力较差。

关键词： 纳米颗粒增强钛基复合材料   粉末冶金   微观组织   力学性能   强化机理  

摘要： 钛基复合材料(TMCs)作为新一代轻质高性能金属结构材料在航空、航天等重大装备领域展现出广阔的应用前景。与传统微米增强TMCs相比,纳米增强TMCs在强塑性协同与热变形能力等方面展现出更为显著的优势,但目前由于纳米增强体分散性和热稳定性等问题,材料的性能潜力尚未充分发挥。如何设计TMCs的复合体系和制备途径引入纳米增强体,并在热加工与热处理过程中保持稳定性,一直是纳米颗粒增强TMCs面临的严峻挑战。本文围绕粉末冶金纳米颗粒增强TMCs工艺特点、制备方法、组织特征与力学性能等方面分析研究现状和进展,指出纳米增强体分散性、热稳定性等制约其发展的基础问题,提出未来研究的发展方向。未来应侧重的研究方向有:(1)碳纳米材料增强TMCs的界面反应控制与热稳定设计;(2)纳米颗粒增强TMCs粉体的批量化低成本制备技术;(3)纳米颗粒增强TMCs专用热变形及热处理工艺研究;(4)纳米颗粒增强TMCs组织构型化设计及强韧化机理研究;(5)纳米颗粒增强TMCs材料其他关键力学性能研究。

关键词： 平纹织物复合材料   铺层复合材料   织物结构   裂纹扩展   有限元分析  

摘要： 为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果表明:平纹结构裂纹扩展能量密度为1.69 J/mm^(3),0°/90°铺层复合材料裂纹扩展能量密度为1.47 J/mm^(3),平纹结构复合材料的裂纹扩展抵抗能力相比0°/90°铺层提升约15%,平纹结构及0°/90°铺层复合材料的应力集中系数分别为7.6和12.1。通过有限元分析与非接触式全场应变测量实验结果对比,证实了有限元分析裂纹扩展与实验裂纹扩展的趋势一致。另外,还明确了经纬纱承载的应力分布及经纬纱交叉处载荷传递机理,并发现织物一体结构具备更好的裂纹扩展抵抗力。研究结果可为纺织复合材料裂纹扩展有限元分析及其裂纹扩展性能与寿命预测提供参考。