关键词： 金属有机框架   化学战剂   催化降解   原位生长法   涂层改性   聚丙烯非织造布  

摘要： 为将金属有机框架(MOFs)均匀且稳固地固定在纤维材料表面,创造出柔软且具备自净化防护面料,采用单宁酸-3-氨丙基三乙氧基硅烷(TA-APTES)涂层改性的聚丙烯(PP)非织造布作为载体,通过原位生长法制备高MOFs负载量的纤维基复合材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱仪等手段对复合材料的表面形貌、组成和化学结构进行表征,并对复合材料的MOFs负载量和表面浸润性进行了分析。结果表明:TA-APTES涂层能够显著提高复合材料中MOFs的负载量,可达20.96%;并且有效提高复合材料的表面湿润性,从而提高其在水溶液中的催化降解效率,实现快速降解化学战剂模拟物4-硝基苯磷酸二甲酯(DMNP),在30 min左右即可实现100%的转化率,其降解半衰期短(4.8 min)。

关键词： 稠油污水   结垢   热采锅炉   二氧化硅   微观形貌  

摘要： 为了研究稠油污水回用热采锅炉过程中二氧化硅指标与结垢过程之间的关系,认清结垢物的微观形貌与化学组成特征,通过室内模拟蒸汽发生器开展了水质中不同二氧化硅质量浓度的结垢实验,并结合现场热注锅炉试验确定回用污水二氧化硅的优化指标,提出二氧化硅质量浓度由原来的50 mg/L放宽到75 mg/L是可行的。对生成的结垢物采用扫描电镜、能谱、X衍射、电子探针等分析技术开展了结垢物微观形貌与化学组成的分析。结果表明,结垢物随水的向前流动其厚度逐渐变厚,越靠近蒸汽出口处结垢越严重,结垢物矿物成分相似,结垢物微观形貌上呈不规则的团状和网状分布,伴有不同孔径大小的孔隙空间,孔隙中发育有少量的针状和柱状晶体。

关键词： 碳纤维   铆接   装配间隙   力学性能   失效模式  

摘要： 制备了碳纤维增强复合材料(CFRP)胶铆接头,对其进行了单接缝拉伸剪切试验,研究了装配间隙(0,0.3,0.5,1.0 mm)和垫片材料(CFRP、无碱玻璃纤维布和EP6250环氧树脂胶黏剂)对接头拉伸-剪切力学性能和失效模式的影响。结果表明:不同装配间隙和垫片材料下,胶铆接头的载荷-位移曲线相似,均可分为弹性阶段、界面失效阶段、铆钉受力阶段和铆钉头部拉脱阶段;随着装配间隙增加,垫片材料为CFRP和纤维布的胶铆接头的极限载荷下降,垫片材料为胶黏剂的极限载荷基本不变,当装配间隙为1.0 mm时,垫片材料为胶黏剂的胶铆接头的极限载荷最大;当垫片材料为CFRP和纤维布时,不同装配间隙下胶铆接头的失效模式均为垫片侧胶面开裂,当垫片材料为胶黏剂时,胶铆接头失效模式均为CFRP板层间开裂。

关键词： 机械搅拌   SiC颗粒   铝基复合材料   预处理   铸态  

摘要： 采用机械搅拌铸造法制备SiC_(p)/AlSi7Mg0.3铝基复合材料,通过金相组织观察(OM)、扫描电镜(SEM)、XRD等测试方法对SiC增强颗粒的预处理效果、铝基复合材料的显微组织及其力学性能进行研究。结果表明,高温氧化预处理工艺能够改善增强颗粒表面属性,促进Al熔体对颗粒的润湿,最佳高温氧化预处理工艺为1200℃、4 h。随着机械搅拌速度和搅拌时间的增加,SiC颗粒在基体合金中的分布越来越均匀,当搅拌速度达到1200 r/min,搅拌时间为40 min时,SiC颗粒在基体中能够完全均匀分散,且被铝基体润湿,周围无孔洞缺陷存在。所制备的铝基复合材料铸态下抗拉强度达到207.7 MPa,屈服强度达到158.7 MPa,断后伸长率达到1.17%,布氏硬度达到119 HBW,其铸态下强度比ZAlSi7Mg合金材料提升了33%。

关键词： 环氧树脂   氮化硼   力学性能   导热系数   改性   耐热性  

摘要： 添加高导热无机填料可以有效改善环氧树脂(EP)的低导热性,但高填料含量往往会降低复合材料的力学性能。本研究针对少导热填料含量(小于15%(质量分数,下同))下改性氮化硼/环氧树脂复合材料的综合物性进行研究;利用多巴胺、硅烷偶联剂修饰氮化硼,将得到的改性氮化硼添加到环氧树脂中,分析了不同含量的改性填料复合材料的导热性、热稳定性和力学性能。结果表明,表面改性提高了氮化硼在树脂基质中的分散性和与树脂的相容性;与氮化硼/环氧树脂复合材料相比,改性氮化硼/环氧树脂复合材料导热系数、玻璃化转变温度、热稳定性得到了有效提高。当改性氮化硼含量为15%时,改性氮化硼/环氧树脂复合材料的导热系数为0.63 W/(m·K),为纯环氧树脂导热系数的324%,玻璃化转变温度和热分解温度(T10%)分别提高到132.34℃和379.68℃,相较于纯环氧树脂分别提高了10.44℃和10.2℃。当氮化硼填充物的质量分数为3%时,复合材料的拉伸和弯曲强度分别增加为纯环氧树脂的108%和106%。

关键词： 超级电容器   碳纳米管   金属有机骨架   复合材料   电极  

摘要： 金属有机骨架(MOFs)材料因其具有较高的比表面积和结构功能多样性而在超级电容器中具有广阔的应用前景。通过溶剂热法制备电化学性能优异的碳纳米管@镍基金属有机骨架(CNT@Ni-MOFs)复合材料。使用X射线衍射、扫描电子显微镜及X射线光电子能谱对其成分和结构进行表征,研究结果表明:CNT@Ni-MOFs结构是由柔性CNT连接着棒状结构的Ni-MOFs形成的导电网络结构,其棒状结构的Ni-MOFs直径约0.5μm,长度为4~5μm。研究了反应时间对CNT@Ni-MOFs结构和电化学性能的影响,结果表明:当反应时间为12 h时,Ni-MOFs生长完整且均匀,Ni-MOFs颗粒数量适中且均匀负载于CNT上,同时还减少了团聚发生。CNT@Ni-MOFs复合电极具有比单独Ni-MOFs更好的比电容性能,其中CNT@Ni-MOFs12在电流密度1 A/g下的比电容达到719.8 F/g,而Ni-MOFs的比电容仅为87.1 F/g,且CNT的比电容也仅仅为43.5 F/g。此外,扫描速率为200 mV/s下,CNT@Ni-MOFs12电极材料经1 000次的线性伏安循环测试后其比电容保持率为96.8%。

关键词： CuNi复合材料   电催化   硝酸盐  

摘要： 近几年人们对电催化硝酸盐还原为氨的研究产生了极大兴趣。通过恒电压和恒电流电镀法制备了CuNi复合材料,利用XPS、XRD、SEM对材料进行表征分析,对材料的电催化性能、稳定性进行了研究。结果表明典型产物Cu1_(200)Ni_(500)具有良好的电催化硝酸盐还原为氨的性能和稳定性,其在-0.7 V (vs. RHE)时电催化产氨的法拉第效率达到83.5%,氨产率为278μmol·h^(-1)·cm^(-2),并且具有较好的稳定性。

关键词： 电介质   介电储能   小型化电容器   多层结构   聚合物基复合材料  

摘要： 聚合物电介质材料由于其成本低、击穿强度高、可靠性高等优点被广泛用于电力系统。但是聚合物电介质材料放电能量密度较低,难以满足新一代小型化电容器的需求,多层结构具有能够协同提升介电常数和击穿强度的优势,解决聚合物电介质介电常数与击穿强度之间的矛盾问题,实现具有优异储能特性的聚合物基电介质材料。文中综述了近年来多层结构聚合物基复合材料的研究进展,分析了多层结构中的极化与击穿现象,并详细讨论了聚合物基多层结构和无机层与聚合物基层结合的多层结构设计,归纳了一些能够提升多层结构聚合物基复合材料储能的方法。例如通过增加界面、优化多层结构中的填料分布以及构建过渡层的方法来提升储能特性。最后,对近年来多层结构聚合物基复合材料的进展进行了总结,并提出了未来的发展方向以及需要解决的关键问题。

关键词： 注浆防灭火   输浆路线   复合材料   工艺系统  

摘要： 针对煤矿煤层自燃发火特点,从开拓煤矿井下开采布局和采煤方法出发,结合矿井的防灭火经验,建立矿井注浆防灭火系统。本文以鲍店煤矿为例,对工作面所需注浆量计算,确定北风井注浆系统设计能力为60m^(3)/h。同时,对鲍店煤矿工作面输浆路线、输浆倍线、输浆管路沿程阻力损失以及输浆管道壁厚计算,确定井下注浆系统采用重力输浆方式,输浆管道选用D108×6mm无缝钢管。根据鲍店煤矿北风井工业场地规划,结合现场实际情况,设计鲍店煤矿北风井防灭火注浆材料采用“水-粉煤灰”型、“水-水玻璃”型,又通过计算粉煤灰消耗量确定北风井注浆系统中储灰罐容积为150m^(3),计算水玻璃日消耗量确定水玻璃池容积为100m^(3)。

关键词： 复合材料T型连接结构   冲击载荷   损伤演化   动力屈曲  

摘要： 复合材料船体结构的构件主要通过典型节点连接。论文采用有限元软件ABAQUS建立了船用复合材料T型连接结构压缩冲击损伤特性数值仿真模型,利用落锤冲击试验机开展了动态压缩冲击损伤特性试验验证,研究了冲击速度与边角材宽度对连接结构冲击损伤特性的影响。结果表明,随着冲击速度的增加,复合材料T型连接结构,将会发生下列损伤模式:(1)动力屈曲失稳、连接结构分层耦合损伤,(2)动力屈曲失稳、连接结构脱黏、基体失效耦合损伤,(3)动力屈曲失稳、连接结构脱黏、基体失效及结构断裂耦合损伤等。边角材宽度对连接结构分层损伤范围有较大的影响,宽度越大,分层损伤的范围越小。