关键词： 石墨烯   炭黑   杂化   天然橡胶   复合材料   分散   力学性能   压缩生热性能   耐磨性能  

摘要： 利用炭黑颗粒掺杂石墨烯得到炭黑-石墨烯纳米杂化粒子,经乳液复合制备炭黑-石墨烯/天然橡胶母胶,然后通过密炼制得炭黑-石墨烯/天然橡胶纳米复合材料,研究掺杂体系内炭黑用量对炭黑-石墨烯/天然橡胶复合材料的微观形貌、力学性能、压缩生热性能和耐磨性能的影响。结果表明:炭黑颗粒吸附在石墨烯表面,有效抑制了石墨烯的堆叠,从而减少了大片径多层石墨烯的形成,且随着炭黑用量的增大,石墨烯的裸露区域逐渐减少;当掺杂体系中炭黑/石墨烯用量比为10/1时,石墨烯在橡胶中的分散状态得到明显提升,复合材料的宏观力学性能、压缩生热性能和耐磨性能均明显改善。

关键词： 核桃蛋白   低聚半乳糖   复合纳米颗粒   Pickering乳液   稳定性   食品用化学品  

摘要： 以核桃蛋白(WalPI)和低聚半乳糖(GOS)为原料,采用pH循环-超声联合制备了WalPI-GOS,将其与茶油混合,制备了Pickering乳液。通过FTIR、纳米粒度及Zeta电位仪、紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计、DSC对WalPI-GOS进行了表征,考察了m(WalPI)∶m(GOS)对WalPI-GOS颗粒特性及Pickering乳液性质的影响。结果表明,当m(WalPI)∶m(GOS)=10∶4时,WalPI-GOS和Pickering乳液具有最佳的性能。WalPI-GOS的平均粒径为82.08 nm,Zeta电位为–52.37 mV,乳化活性、乳化稳定性为31.12 m^(2)/g和4346.35 min;WalPI部分疏水基团被包埋于WalPI-GOS分子内部,降低了表面疏水性(840.81 a.u.),提高了游离巯基含量(8.78μmol/g)和熔融温度(93.74℃);WalPI与GOS的复合改变了WalPI的二级和三级结构,形成以β-折叠为主的二级结构,WalPI与GOS通过氢键、静电相互作用和疏水相互作用形成紧密的网络结构;Pickering乳液平均粒径仅为5.24μm,液滴均匀分布,形成了弹性凝胶网络结构;当剪切速率为0.1 s^(–1)时,具有最高的表观黏度(1.06 Pa·s)。WalPI与GOS间的高交联密度增强了Pickering乳液的凝胶网络结构。

关键词： 碳纳米管   复合材料   应变传感器   高性能   传感机制  

摘要： 压阻式应变传感器常被用于监测结构部位的变形状况,通过将捕获到的机械信号转变为电信号,从而实现对应变的监测。考虑到监测对象的结构和实际应用,压阻式应变传感器需要具备一定的柔性,以此实现弯曲或可拉伸界面的应变监测,为制备出对应变敏感度高、耐用性强、不易损坏且能够在承受多次循环负载后依然具备良好性能的应变传感器,近年来导电层所使用的传感材料成为研究热点。碳纳米管具有特殊的性质并且与金属导电材料银、铜等或碳系导电材料中的石墨烯、炭黑等相互掺杂有显著的增强效果,因此在制备高性能的柔性应变传感器中有着巨大的潜力。本文综述了近年来为了提高应变传感性能而使用碳纳米管及其复合材料所制备的柔性应变传感器的研究现状,介绍了相关应变传感机制以及碳纳米管基应变传感器在各领域的应用,并讨论了碳纳米管基柔性应变传感器所面临的挑战。

关键词： 聚醚砜   氰酸酯树脂   碳纤维   复合材料   界面强度  

摘要： 聚醚砜(PES)树脂具有优良的耐热性能、力学性能以及高温稳定性能,可以用来制备高性能热塑性树脂基碳纤维复合材料。但由于PES树脂与商品级碳纤维界面粘结性较差,导致PES树脂基碳纤维复合材料表现出较差的界面性能。在前期研究中发现,热固性氰酸酯(CE)树脂具有熔融流动性好、与PES树脂熔融温度相近的固化温度,以及与PES树脂有一定相容性的优势。本文采用CE树脂作为PES树脂基碳纤维复合材料的界面过渡层,利用过渡层树脂与碳纤维表面上浆剂的优异结合能力及其与PES树脂形成的良好机械啮合作用,研究热固性树脂过渡层对热塑性树脂基复合材料界面性能的影响。结果表明:引入CE树脂过渡层能够改善PES基碳纤维复合材料的界面粘结性能。与碳纤维(CF)/PES复合材料相比,引入10wt%CE树脂过渡层的CF/(10%CE-PES)-L复合材料弯曲强度提高了18.7%,层间剪切强度提高24.2%,CF/(5%CE-PES)-L复合材料玻璃化温度Tg从166℃提高到179℃。通过在热塑性树脂基体与商品碳纤维之间添加过渡层的方法制备热塑性树脂基碳纤维复合材料,解决了热塑性树脂基碳纤维复合材料界面性能较差的问题,为其在工程化应用方面提供了重要的研究思路和理论依据。

关键词： 改性粉煤灰   复合材料   吸附性能   混合染料  

摘要： 酸处理过的粉煤灰加入聚乙烯醇溶液,均匀分散后,用戊二醛进行交联,得到粉煤灰/聚乙烯醇复合材料。将复合材料用于甲基橙和亚甲基蓝混合溶液的吸附。文章研究了吸附时间对吸附效果的影响,并利用吸附动力学探讨其吸附机制。结果表明,粉煤灰/聚乙烯醇复合材料对甲基橙和亚甲基蓝混合溶液的吸附较快,分别在120min和60min内达到吸附平衡。粉煤灰/聚乙烯醇复合材料对甲基橙和亚甲基蓝混合溶液的吸附拟二级吸附速率方程,其吸附过程由化学吸附控制。

关键词： 湿化学法   W-Cu复合材料   HfO_(2)颗粒   综合性能  

摘要： 采用湿化学法制备W-20Cu复合粉体,通过喷雾干燥法得到球壳状前驱体,再通过氢气还原成功将弥散分布的HfO_(2)第二相颗粒引入W-20Cu复合粉体,确定了引入的HfO_(2)在W-20Cu复合粉体中的存在形式以及分布状态。采用高温液相烧结制备了细小HfO_(2)颗粒均匀分布的W-20Cu复合材料。结果表明:由于HfO_(2)颗粒在W颗粒表面和W/Cu界面间隙中弥散分布,抑制了W颗粒在烧结过程中的粗化,从而降低了W-W的连通性,使得W-20Cu复合材料表现出较高的综合性能。其中,烧结温度在1350℃时,块体的致密度较高,均为97%,掺杂0.5%HfO_(2)制备得到的复合材料综合性能最佳,其硬度最大可达到338HV,抗弯强度为826 MPa,热导率为209 W/(m·K)。

关键词： 六方氮化硼   环氧树脂   导热性   阻燃性   防腐性  

摘要： 随着科技的发展与进步,多功能型环氧树脂复合材料的需求日益增加。六方氮化硼因其独特结构和各种优异性能,作为填料加入环氧树脂基体中,可显著提高复合材料的导热性、阻燃性、防腐性等,是具有广泛应用前景的多功能型填料之一。为了提高六方氮化硼的分散性及其与环氧树脂的相容性,往往要对六方氮化硼进行改性。综述了改性六方氮化硼/环氧树脂复合材料在导热性、阻燃性、防腐性等方面的研究进展,并展望了改性六方氮化硼/环氧树脂复合材料的发展趋势。

关键词： 锂离子电池   水热合成法   复合材料   石墨烯  

摘要： 以氧化石墨烯(GO)、乙酸锌(Zn(CH_(3)COO)_(2))和硫脲为原料,采用水热法成功制备了还原氧化石墨烯/ZnS(rGO/ZnS)复合材料,并将该材料用作锂离子电池负极。高导电性的rGO可以为锂离子和电子的传输提供有效的路径,ZnS可以提供较高的理论比容量。rGO/ZnS复合材料在rGO与纳米级高度分散的类球形ZnS颗粒协同作用下展现了较好的嵌锂容量和循环性能。当GO质量浓度为2 mg·mL^(-1)时制备的rGO/ZnS复合材料的倍率性能最好,循环稳定性最佳。

关键词： 复合材料   翼梁   太阳能无人机   结构设计   有限元法   铺层  

摘要： 太阳能无人机机翼具有典型的低翼载荷、大柔度、大展弦比特征,翼梁作为机翼的主承力结构,其承载能力与重量要求十分严格。如何提高翼梁结构承载效率,达到承载能力与重量的综合平衡,并实现大尺寸复合材料翼梁的整体化设计与制造,是太阳能无人机翼梁结构研究中的关键技术问题。本文首先针对太阳能无人机复合材料翼梁设计提出了一种快速选型及优化设计方法,该方法通过计算梁不同截面的承载能力来确定设计参数,同时考虑了铺层对称性、应变约束及稳定性约束,能够避免在方案阶段建立全机有限元模型并进行反复迭代计算,从而提高了翼梁结构的设计效率。其次,针对大尺寸复合材料圆管梁结构,提出了一种新型的专用成型方法,基于阴模成型实现了翼梁整体化制造并保证了制件成型质量,为类似的大型复合材料结构的制造工艺提供了参考。最后,开展了2 m量级圆管梁静力试验,典型截面的应变结果与设计结果误差不超过10%,验证了此快速优化设计方法的适用性。

关键词： 锂硫电池   磷化物   正极材料   复合材料  

摘要： 锂硫电池具有高能量密度、低成本、环保等特点,其潜在的应用前景十分广泛。但是锂硫电池具有活性材料利用率低、容量衰减较快、自放电严重等问题,极大程度上阻碍了其商用进程。而过渡金属磷化物具有良好的导电性和电化学活性,在电催化、锂硫电池和超级电容器等能量储存和转换领域有着广泛作用。文章综述了近年来金属磷化物在锂硫电池中作为正极材料的应用,重点总结金属磷化物的主要种类和合成路线,并对当前的研究现状进行总结。