关键词： 锂硫电池   正极   复合材料   Co_(9)S_(8)   电化学  

摘要： 锂硫电池的“穿梭效应”一直限制其大规模应用。利用水热法合成直径小于40 nm的Co_(9)S_(8)颗粒,通过二维氧化石墨烯(GO)片分散,再与升华硫复合,制成锂硫电池正极复合材料S@Co_(9)S_(8)/GO。电化学应用结果表明,S@Co_(9)S_(8)/GO在1 A/g电流密度下首次放电比容量高达1343.8 mAh/g,400圈充放电后比容量保有351.6 mAh/g;8 A/g倍率下仍保证146.7 mAh/g的容量输出;2 A/g下经过700圈长循环的容量衰减率为0.099%/圈;与S@Co_(9)S_(8)材料相比,S@Co_(9)S_(8)/GO的首放容量、容量保持率、倍率性能和循环寿命等电化学性能均有明显提高。结合第一性原理计算得知,该复合正极的优异性能得益于Co_(9)S_(8)对多硫化锂具有强的吸附和催化作用,以及GO对Co_(9)S_(8)颗粒的分散和改善导电性的结果。

关键词： 铁碳材料   浸渍   球磨   高温热解   微观形貌   物质组成   均匀性  

摘要： 以废弃炭渣(WCR)为碳源,以水溶性铁盐和固体铁粉为铁源,采用液相浸渍法和固相球磨法制备了铁碳复合材料(ICM),采用SEM、TEM、EDS、XRD、XPS等手段表征了不同ICM的载铁效果,并优化了ICM的制备方法。实验结果表明:两种方法均能使WCR与铁源有效结合;液相浸渍法所制得的ICM中Fe以Fe_(2)O_(3)、Fe^(2+)、Fe^(3+)等形态均匀附着,但缺少高活性零价铁(ZVI);固相球磨法所制得的ICM中Fe以Fe单质、FeO、Fe_(2)O_(3)、Fe^(2+)等形态存在,并呈现不同元素间的融合,但球磨时间过长所产生的大量细颗粒物会对Fe与C之间的融合造成掩蔽;减少Fe源粒径并添加Fe_(3)O_(4)助磨,球磨24 h后,可获得粒度均匀、高效融合、富含Fe_(2)O_(3)的ICM;采用液相浸渍—热解法,可获得纳米Fe球状物(n-ZVI和/或n-FeSx)与C残渣复合物紧密结合的ICM。

关键词： 氧化石墨烯   复合材料   功能化   抗菌  

摘要： 氧化石墨烯以其独特的抗菌机制,在多个领域发挥着巨大的作用。基于氧化石墨烯的结构特点,阐述其抗菌机理,分析影响抗菌性能的关键因素,总结氧化石墨烯基复合材料的功能化修饰策略及研究进展。通过分析已有的氧化石墨烯基复合材料的应用,提出当前研究局限性和发展前景展望,为未来开发新型抗菌复合材料提供思路。

关键词： 芳纶纤维   橡胶复合材料   增强   界面黏合   综述  

摘要： 芳纶纤维增强橡胶复合材料具有质轻、高强、耐高温、耐磨损及耐化学侵蚀等优点,应用前景广阔,但是芳纶纤维与橡胶基体间的弱界面黏合限制了其应用场景。在回顾芳纶纤维与橡胶基体黏合发展及现状的基础上,综述了提高界面黏合性的物理化学方法,评述了不同方法的特点及不足。最后,介绍了芳纶纤维增强橡胶复合材料的应用情况,并展望了其发展前景。

关键词： 纤维素   纤维素基碳材料   复合材料   吸波和隐身材料  

摘要： 随着信息技术的发展,电磁污染日益严重,为了能更好的吸收电磁波,提升战斗机等军事设备的隐身性能,吸波材料的发展越发重要。纤维素基吸波材料具有轻质柔韧、吸收频带宽、吸收强度高等优点,能够同时满足材料轻量化和对有效吸收电磁波的需求,是隐身材料的研究热点。本文综述了纤维素基碳质吸波材料和纤维素基复合吸波材料的研究进展,总结了纤维素衍生碳材料、纤维素基不同维度复合材料的制备方法、结构特点及其吸波性能。同时,探讨了如何通过材料设计提升其吸波效率和阻抗匹配性能的方法,以满足现代军事装备对隐身材料轻量化、高性能的需求,最后对其发展进行了展望。

关键词： 复合材料   螺栓   预紧力   力学性能   损伤  

摘要： 复合材料螺栓连接结构中,预紧力是满足结构力学性能的关键参数。建立复合材料单螺栓单搭接头有限元模型,对预紧力及装配应力对其拉伸力学性能的影响规律进行研究。设置11组不同大小的预紧力水平,得到预紧力对接头拉伸刚度、峰值载荷及复合材料渐进损伤的影响规律。结果表明:对于直径6.35 mm的螺栓,随着螺栓预紧力的增加,复合材料螺栓接头的拉伸刚度与峰值载荷先增加后减小,预紧力为12 kN左右时接头获得最佳力学性能。复合材料层压板的初始损伤载荷随预紧力的增加先缓慢增大后迅速减小,预紧力为10 kN时基体初始损伤载荷最大;预紧力为12 kN时,纤维初始损伤载荷最大。

关键词： 碳纤维复合材料   疲劳门槛值   试样构型   失效机理   试验方法  

摘要： 对常用的2种单向带复合材料0°拉伸疲劳试样构型开展了试验与仿真分析对比研究,通过采用非接触测量手段获取了2种构型试样在拉伸载荷下的应变分布,发现“双哑铃型”试样边缘效应显著,应力集中更加严重;同时通过仿真分析方法获取了2种构型试样在拉伸载荷下的应力云图,同样表明“双哑铃型”应力集中严重;通过电子显微镜观察试样边缘发现机械加工将导致试样表面损伤,“双哑铃型”试样在机械加工过程中将对纤维造成更多损伤,不利于承载;试验与分析结果表明“直条型”试样较“双哑铃型”试样更适合开展碳纤维增强复合材料0°拉-拉疲劳门槛值试验。

关键词： 电子跃迁   费米能级   禁带宽带   光催化  

摘要： 采用水热合成法及煅烧法,制备了不同掺杂量的Fe_(0.02)/Ag_(x)-ZnO复合材料,并考察了各催化剂对RhB光催化降解活性.机理分析表明,Fe掺杂进ZnO,Fe^(3+)可以形成陷阱捕获e-,导致ZnO的导带下方形成一个Fe掺杂能级,促使缩短了ZnO的带隙,扩大了光谱响应范围;Ag的掺入促使部分电子(e^(-))跃迁到Ag单质上,减小了禁带宽度,降低了电子跃迁所需的能量,抑制了e^(-)-h^(+)的复合,Fe_(0.02)/Ag_(x)-ZnO样品的新费米能级低于Fe-ZnO和ZnO的导带能级,导致其界面处的电荷分离;进一步研究Fe_(0.02)/Ag_(x)-ZnO复合材料对染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解性能和循环使用性能.结果表明,Fe_(0.02)/Ag_(x)-ZnO复合材料可作为一种稳定、高效且可循环的光催化剂材料并用于污水处理,拓展了Fe_(0.02)/Ag_(x)-ZnO复合材料的应用.

关键词： 复合材料   板壳耦合结构   改进傅里叶级数   振动特性   层合板  

摘要： 复合材料层合板(壳)因其具有高比强度和高比刚度优势而在航空航天、船舶等领域中的应用越来越广泛,同时其结构的整体动力学性能也备受关注。文章以一类可应用于航空或船舶的整体式层合开口板-柱壳功能结构为研究对象,建立了能够求解任意开孔参数、耦合角度以及复杂边界条件下的节段分析模型。然后基于一阶剪切变形理论,采用改进傅里叶级数作为试函数,通过弹簧模型来模拟边界条件与相邻子结构的耦合关系,用Rayleigh-Ritz方法求解固有频率和模态。分析结果表明,所建立的层合板壳耦合结构模型可适用于各类复杂边界条件,且通过算例证明了该方法的准确性,可为类似的复杂层合板壳耦合结构的动力学分析与设计提供通用的模型基础。

关键词： 纳米材料   ZnFe_(2)O_(4)@Ag   抑菌   抑菌机制   磁分离  

摘要： 由于传统抗生素和抗菌剂的过度使用,导致大量耐药菌滋生,对社会公共安全和人类健康产生严重威胁。因此,迫切需要开发新一代的抗菌材料来应对耐药菌危害。本文以三氯化铁(FeCl+(3))、氯化锌(ZnCl_(2))和醋酸钠(NaOAc)为原料,采用“一锅法”合成磁性ZnFe_(2)O_(4)纳米微球,并把平均粒径尺寸为8.8 nm的银纳米颗粒(Ag NPs)吸附到ZnFe_(2)O_(4)表面,制备得到ZnFe_(2)O_(4)@Ag磁性纳米复合材料。该材料可有效防止Ag NPs的团聚,同时小粒径的纳米银可大幅度提升复合材料的抑菌活性,且Zn和Fe元素的引入可提升生物相容性。采用TEM、XPS、XRD、UV-Vis、FTIR及VSM等对复合材料进行系统表征。以革兰氏阴性菌大肠杆菌(***)、革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(***)为测试菌,研究复合材料的抑菌活性和抑菌机制。实验结果表明:ZnFe_(2)O_(4)@Ag在浓度为200μg/mL时,60 min内对***和***的抑菌活性可达到99.9%,抑菌机制显示:ZnFe_(2)O_(4)@Ag破坏细菌细胞壁与细胞膜,使细菌内溶物及离子泄露,从而使细菌渗透压失衡,导致细菌死亡。同时该复合材料的生物相容性较Ag NPs也大幅度提升。