关键词： g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料   水热法   5-羟甲基糠醛   果糖  

摘要： 采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料,并将其应用于果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)。利用SEM、TEM、XRD、FTIR、BET等检测手段对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的形貌、晶型、基团和比表面积进行了表征,同时研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及溶剂种类对果糖转化率、5-HMF的收率和选择性的影响,此外,还考察了催化剂的稳定性。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料具有三维立体网状结构,比表面积达到了31.4782 m^(2)/g,对果糖脱水反应具有良好的催化活性;在果糖质量为5.0 g、二甲基亚砜用量15 mL、g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO用量1.0 g、反应时间3 h、反应温度150℃的条件下,果糖的转化率为98.5%,5-HMF的收率为69.7%,选择性为70.8%;5次循环使用后,5-HMF的收率仍能达到58.8%,表明g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的催化稳定性良好。

关键词： 柔性复合材料   芳纶   水凝胶   防刺性能   应变传感  

摘要： 为了提升柔性防刺材料的防护效果和智能化水平,通过将水凝胶与芳纶织物进行复合,制备了一种耐低温、抗穿刺且具备应变传感功能的芳纶/水凝胶复合材料,并对水凝胶及其复合材料在25℃和-30℃环境中的拉伸性能、纱线间摩擦性能和准静态钉刺性能进行表征。结果表明:当LiCl质量分数为26%时,经LiCl溶液浸泡后的水凝胶力学性能最佳,由于甘油和LiCl溶液的共同作用,水凝胶及其复合材料在-30℃时均能保持良好的柔韧性。复合材料中芳纶与水凝胶在25℃和-30℃时均呈现了良好的界面结合,最大拔出力相比纯芳纶织物分别提高了1281%和2315%。当环境温度为25℃和-30℃时,复合材料的最大抗穿刺力可达41.92 N和72.25 N,相较纯芳纶织物分别提升了187%和394%。该复合材料在25℃和-30℃下均可实现对于不同弯曲角度(80°、60°、40°和20°)、频率(0.5 Hz、1.0 Hz、1.5 Hz、2.0 Hz)以及弯曲循环500次的稳定传感。

关键词： 夹芯结构   热塑性   制造工艺   改进工艺   热压成型   3D打印   折叠法   界面增韧  

摘要： 夹芯结构复合材料因具有轻质、高强、抗冲击及设计灵活性等特点,在航空航天、新能源汽车制造等领域中表现出优异的应用前景。以热塑性复合材料为原材料的热塑性夹芯结构复合材料具有设计灵活、方便、易成型和生产效率高,以及优异的刚性和抗冲击性能等优势,符合未来绿色制造的发展趋势,已成为复合材料领域中实现结构轻量化的研究热点。然而,热塑性夹芯结构复合材料在实际应用过程中常出现纤维断裂、分层或脱粘等问题,因此需对制造工艺进行探索。目前,热塑性夹芯结构复合材料制造工艺的开发主要着眼于结构功能一体化设计,以及更大发挥热塑性复合材料的抗疲劳、耐腐蚀和抗热性能等方面。针对热塑性夹芯结构复合材料的制造工艺,重点介绍了热压成型、3D打印和折叠法,通过对比热塑性夹芯结构复合材料的力学性能和破坏模式,分析了这些制造工艺的优缺点,并且展望了这3种制备工艺的未来发展趋势和应用前景。为进一步提高热塑性复合材料的综合性能,总结了增强增韧改性处理及面/芯界面增强对热塑性夹芯结构复合材料性能的影响,特别是吸能和抗冲击性能。为优化热塑性夹芯结构复合材料的制造工艺,提高结构材料的性能及新型轻量化结构设计,提供了有益参考。

关键词： 聚己二酸对苯二甲酸丁二醇脂   纤维素   发泡  

摘要： 利用熔融共混法制备了己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)/纤维素复合材料,将其压板后,以超临界CO_(2)为物理发泡剂,利用间歇式釜压升降温发泡方法,制备了PBAT/纤维素发泡材料。对复合材料的结晶性能,流变性能,发泡材料的发泡性能,压缩回弹性能进行研究。结果表明,纤维素的加入可以促进PBAT样品结晶,随着纤维素含量的增大,PBAT样品冷结晶峰先右移后左移,同时提升了复合材料的储能模量和复数黏度;发泡后,随着纤维素含量的增大,发泡样品的发泡倍率先增大后减小,而泡孔密度先减小后增大再减小;以PBAT-G-GMA为相容剂改善PBAT与纤维素的相容性,发泡样品泡孔形态稳定,纤维素的增加可以增加发泡样品的韧性;发泡样品在130℃浸泡2 h降温泄压后,随着泄压温度的升高,发泡样品的泡孔密度减小,泡孔尺寸及发泡倍率增大;当泄压温度为80℃,纤维素粉含量为10份时,发泡倍率达到13.06倍,泡孔密度为0.37×10^(10)个/cm^(3)。

关键词： 偶联剂   PTFE   SiO_(2)   微观结构   介电性能  

摘要： 采用酸醇溶液作为水解试剂,使用硅烷偶联剂对无机填料表面进行改性处理,研究改性SiO_(2)对PTFE/SiO_(2)复合材料介电性能、致密度、吸水性能、热膨胀性能的影响。研究结果表明:SiO_(2)经表面改性后,扫描电镜显示复合材料界面间结合紧密,在硅烷偶联剂改性SiO_(2)过程中加入适量的酸醇溶液,可以获得更加良好的改性效果,当酸醇溶液与偶联剂比例为1:3时,表面改性处理后的SiO_(2)陶瓷粉制备出的PTFE/SiO_(2)复合材料各项性能指标最佳,介电常数、损耗因子、密度、吸水率和CTE分别达到2.949、0.0012、2.182、0.04%和49×10^(-6)K^(-1)。

关键词： 金刚石   纳米氧化铝   高温高压合成   复合材料   物相结构分析  

摘要： 以正硅酸乙酯(TEOS)为反应前驱体,采用溶胶-凝胶法在金刚石微粉(粒度0.1~4μm)表面包覆一层非晶纳米氧化硅膜层,同时在覆膜层中加入纳米Si粉和纳米Al_(2)O_(3)粉,制备出金刚石/纳米SiO_(2)/纳米Al_(2)O_(3)复合包覆体。采用高温高压(HTHP)技术,将复合包覆材料置于六面顶压机中,以压力5 GPa、温度1100℃~1700℃、保温20 min的条件制备了金刚石-氧化铝陶瓷烧结体。在高温高压合成过程中,纳米SiO_(2)从非晶态转变为晶态,原料纳米Al_(2)O_(3)中的γ-相、θ-相转变为稳定的α-相,同时,SiO_(2)和Al_(2)O_(3)之间形成了Al_(2)SiO_(5)(莫来石)相,由此,通过高温高压下反应原料的结构转变与复合,可以获得致密度良好的金刚石-氧化铝复合材料。

关键词： 三乙丙橡胶   硫化特性   物理性能   导电性能  

摘要： 以炭黑N330、炭黑HM3810、导电炭黑DENKA BLACK为填料,研究炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的硫化特性、物理性能和导电性能。结果表明:导电炭黑DENKA BLACK填充的混炼胶的F_(L)和Fmax-F_(L)最大,t90最短,炭黑HM3810填充的混炼胶的F_(L)和门尼粘度[ML(1+4)100℃]最小,t_(10)最长;当炭黑用量相同时,炭黑HM3810填充的硫化胶的力学性能最好,导电炭黑DENKA BLACK填充的硫化胶的导电性能最好;随着导电炭黑DENKA BLACK用量的增大,硫化胶的力学性能和导电性能提高;当导电炭黑DENKA BLACK用量为60份时,硫化胶的力学性能和导电性能最好。

关键词： 55%SiCp/6061Al复合材料   真空热压   粒径级配   均匀度   致密度   抗弯强度  

摘要： 采用真空热压法制备了55%SiCp/6061Al(55%为体积分数)复合材料,研究SiCp粒径级配对复合材料SiCp分布均匀度、致密度和抗弯强度的影响.研究结果表明:粒径级配复合材料组织致密、SiCp分布均匀且SiCp与6061Al合金基体界面结合强度高.双粒径(60+25)μm、质量比4∶1复合材料热处理后抗弯强度由395 MPa提高为548 MPa;三粒径级配为(120+60+25)μm、质量比为1∶1∶1的复合材料热处理前抗弯强度最高,为397 MPa;双粒径级配(106+25)μm、质量比4∶1的复合材料致密度>99.0%、均匀度>90.00%、热处理后抗弯强度>400MPa,具有优异的综合性能.

关键词： 复合材料   绿色道路   相变材料   制备工艺   沥青路面  

摘要： 沥青路面在极端温度下会产生高温车辙、低温开裂等问题,发展复合相变材料对提高沥青的调温性能具有重要意义。为进一步推进沥青路面调温技术的发展,延长相变材料在沥青中的生命周期。首先,本文对路用复合相变材料的组成成分进行介绍。其次,对复合相变材料的制备工艺进行对比。在此基础上,主要从沥青路面的调温性能以及复合相变材料掺入对沥青路面造成的影响展开讨论。梳理发现,载体是决定复合相变材料导热能力和耐久性的关键因素。因此,确定复合相变材料载体后针对不同的载体材料选择相应的制备方法至关重要。在载体中使用具有高导热性的碳基材料,不仅可以提高复合相变材料的抗渗漏性能,还能提高复合相变材料的导热能力。目前,复合相变材料在沥青中虽具有一定的调温性能,但仍然存在储热能力低和抗渗漏性能不足的缺点,未来研究可以在明确复合相变材料与沥青相容的基础上,研发更具有针对性的路用复合相变材料,进而制定统一的相变评价标准和方法。

关键词： 激光焊接   铝基复合材料   SiC   热挤压   微观组织及力学性能  

摘要： 采用SiC颗粒增强铝基复合材料替代铝合金制造舰船船体或装甲车体,是解决当前舰船、装甲机动性和防护性二元矛盾的潜在途径。在实际应用过程中因为供货渠道不同,此材料存在不同的状态,这对材料焊接会产生较大的影响。对不同供货状态的SiC_(p)/2024Al复合材料进行激光焊接,对比热挤压前后材料的焊缝成形情况,分析热挤压工艺对焊缝成形以及焊缝接头的物相和显微组织的影响;通过显微硬度,拉伸等力学性能测试,分析复合材料的断裂行为并确定其断裂机理。试验结果表明:热压烧结的SiC_(p)/2024Al复合材料激光焊缝中存在大量的气孔缺陷,接头的最高抗拉强度为76 MPa,仅达到母材强度的28%,焊接后材料强度下降严重;采用热挤压后的复合材料进行激光焊接,焊缝完整,无气孔缺陷,接头没有出现明显的低硬度区域,接头的抗拉强度达到124 MPa,相比于热挤压前的材料焊接接头抗拉强度上升60%;相较于热压烧结的材料,热挤压后的材料焊接性明显增强,接头力学性能有明显的提升。