关键词： 聚乙烯醇   MXene   水凝胶   柔性传感器   实时监测  

摘要： 柔性传感器要求具有良好的拉伸性能、柔韧性和足够的灵敏度,以监测和传输运动中微小的应变变化。通过聚乙烯醇(PVA)和MXene合成了MXene/PVA复合水凝胶。扫描电子显微镜显示MXene在复合水凝胶中均匀分散。傅里叶变换红外光谱验证了MXene和聚合物之间的强氢键相互作用。制备的MXene/PVA复合水凝胶具有796%的有限拉伸应变和高达48.66 kJ/m^(3)的断裂能,表明其具有优异的力学性能。MXene/PVA复合水凝胶的电阻变化率与拉伸应变呈良好的线性响应(400%~800%),响应时间为0.3 s。这些优点使其能够实时监测人体的随机运动,如吞咽喉咙、弯曲手指、屈伸膝盖等。

关键词： 复合材料   分层损伤   贝叶斯   损伤成像   信号处理  

摘要： 研究了一种改进的在贝叶斯框架下将椭圆轨迹法与概率成像法进行概率集成的重构算法,通过研究Lamb波在复合材料层合板上的传播特性,对重构算法进行改进,解决了原有算法对于传感器网络边缘的分层损伤定位不准确的问题。本研究还以曲面复合材料层合板为例,进行了几种不同分层损伤工况下的有限元分析,提出了权重系数β,为该方法应用在曲面复合材料层合板上提供了可靠的解决方法。结果表明,改进的重构算法可以实现对传感器网络边缘分层损伤和曲面复合材料板分层损伤的精准定位,定位的绝对误差小于1 cm。

关键词： 激光诱导石墨烯   四氧化三铁原位修饰   理化性能   超级电容器   电磁干扰  

摘要： 在复杂电磁干扰环境中提供增强的电化学储能性能对于稳定高效的集成电路和系统具有重要的研究意义。通过激光诱导石墨烯(LIG)技术在含碳聚合物上的二次扫描制备了四氧化三铁原位修饰多孔石墨烯复合材料(LIG/Fe3O4)。控制FeCl3溶液的浓度可以显著影响Fe3O4纳米颗粒的数量和尺寸,因此可以有效调控复合材料的理化性能。此外,对不同浓度合成的LIG/Fe3O4材料进行了形貌结构和理化性质分析,结果表明,当FeCl3浓度为0.6 mol/L时,复合材料的电化学和储能性能最佳,在1 mv∙s−1扫速下表现出较高的面积电容(617.5 mF/cm2),约为LIG的10倍。LIG/Fe3O4还具有21.2 emu/g的最高饱和磁化强度和1132.2 S/m的出色电导率,因此可以扩展到2.6~8.2 GHz的电磁屏蔽应用。

关键词： 特定结构复合材料   钙钛矿   尖晶石   水滑石   衍生催化剂   甲烷干重整   反应机制  

摘要： 钙钛矿、尖晶石和水滑石这类特定结构复合材料组成灵活、结构可控、热稳定性较好,在催化应用中吸引了广泛的研究兴趣。甲烷干重整是一项可同时将CH4和CO_(2)转化为低H2/CO摩尔比合成气的极具应用前景技术,常规负载型催化剂在高温重整条件下易面临由积炭和活性组分烧结导致催化剂失活的难题,而由特定结构复合材料衍生的负载型催化剂因在催化活性和稳定性方面表现出一定的优越性而备受关注。本文先简述了甲烷干重整反应特征、面临的挑战以及反应机制研究现状,并阐述钙钛矿、尖晶石和水滑石这3种复合材料的结构特性,作为催化剂前体应用于该反应的优缺点、性能以及催化路径研究现状。文中指出:钙钛矿结构相对更稳定,但高煅烧温度易导致衍生催化剂表面积较低;水滑石衍生催化剂通常具有较高比表面积,且在特定情况下能恢复部分有序层状结构;水滑石与尖晶石对温度相对更敏感一些,存在的反尖晶石结构有利于提高衍生催化剂还原性。此外,还总结了这3种特定结构复合材料衍生催化剂的催化机制,明确CH4是在活性金属位点上活化,因催化剂和操作条件的影响,目前研究人员对于催化剂表面反应机制的细节暂时还没有达成明确共识。最后,本文对特定结构复合材料衍生催化剂在甲烷干重整中的应用提出了建议。

关键词： Ni-Zn电池   复合材料   掺杂   电化学性能  

摘要： 水系Ni-Zn电池具有高容量、低成本、安全可靠等优点,在电动汽车和便携式电子产品等领域具有广阔的应用前景,近年来受到了广泛的关注。然而,正极材料的容量与商业化的锌负极相比仍有较大差距严重阻碍了高能量密度Ni-Zn电池发展。重点综述了近几年Ni基纳米材料改性策略提高电化学性能的研究进展,包括Ni基纳米材料与碳材料、导电聚合物和过渡金属氧化物等复合构建多组分复合材料提供协同效应,以及对Ni基纳米材料进行阴/阳离子掺杂增加电化学活性位点和电导率。通过对比分析,重点阐述了材料性能设计和优化的机理和方法,为未来探索和开发高性能水系Ni-Zn电池商业化应用提供了理论基础。

关键词： 新型复合材料圆柱壳   正交试验   有限元   承载效率  

摘要： 新型复合材料圆柱壳结构——金属箍增强复合材料圆柱结构(HRCC)由复合材料壳体,两端内、外金属套筒及中部的内、外金属箍等组成,为使其获得更高的承载效率,对内、外金属箍几何尺寸和间距进行了优化设计。首先通过试验对有限元计算的准确性进行了验证;然后将内、外金属箍宽度、厚度及金属箍间距作为独立因素,以HRCC的承载效率为优化目标,基于有限元方法设计了多因素、多水平正交试验;最后利用极差分析法对正交试验进行影响权重分析,得到最优参数组合,并重新建模进行有限元模拟。结果表明,优化后的HRCC承载效率提高了10.2%。

关键词： 聚丙烯   原位成纤   化学注塑发泡   泡孔结构   力学性能  

摘要： 将原位成纤(INF)和化学注塑发泡(CFIM)技术结合,研究了相容剂对聚丙烯/聚酰胺6(PP/PA6)复合材料微纤形貌、黏弹性、力学性能和CFIM行为的影响。结果表明,PP-g-MAH相容剂的加入显著减小了PA6分散相尺寸,得到平均直径约265 nm的PA6微纤均匀分布于PP基体中,微纤网络结构的存在和相界面的协同增强效应显著提高了INF复合材料力学强度,拉伸强度相比纯PP提升26.2%,冲击强度相比纯PP提升62%;基于自制的吸‐放热平衡化学发泡剂的CFIM实验,制备出泡孔尺寸62μm、泡孔密度近5×10^(5)个/cm^(3)的INF复合泡沫制品,实现了12%样品减重的同时,相比纯PP泡沫,比拉伸强度提高了17%,比冲击强度提高了46%。

关键词： Anderson型多酸   纳米材料   湿度传感   石墨相氮化碳  

摘要： 通过静电吸附方法,将结构稳定、性能优良的Anderson型多金属氧酸盐(POMs)负载在g-C_(3)N_(4)表面,调节Na[6 TeMo_(6)O_(24)]·4H_(2)O(简写为TeMo_(6))比例制备得到系列TeMo6/g-C_(3)N_(4)纳米材料,通过扫描电镜、傅立叶红外光谱、X射线粉末衍射等手段对纳米片结构及形貌进行基本表征,简单滴涂制备得到湿度传感器,重点对传感器湿敏性能进行系统测试。结果表明,4%TeMo_(6)/g-C_(3)N_(4)湿度纳米传感器对高湿度环境响应迅速,其在75%~95%湿度环境下响应和恢复时间均在2 s左右,该类材料在湿度传感领域具有潜在的应用价值。

关键词： 轮胎   超弹本构   复合材料   径压实验  

摘要： 建立了12R 22.5全钢载重子午线轮胎有限元模型,联合HyperMesh与Ls-Dyna进行径压仿真实验,并将轮胎三向位移、接地印迹参数与实测结果对比。将Mooney-Rivlin模型的参数C10和C01分别由0.2倍扩大至2倍,探究其对轮胎性能的影响。结果表明:仿真结果与实测结果具有良好的一致性,C10、C01对轮胎变形影响显著,与橡胶硬度成较强的正相关。

关键词： 聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯   聚碳酸亚丙酯   碳酸钙   热稳定性   气液阻隔性  

摘要： 为制备满足GB/T 38727—2020且成本更加低廉的全生物可降解塑料产品,以聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)为基体,以聚碳酸亚丙酯(PPC)和碳酸钙(CaCO_(3))为填料,采用熔融共混吹膜的方法制备PBAT/PPC/CaCO_(3)复合材料薄膜。通过改变PBAT、PPC与CaCO_(3)的不同质量分数,合成了一系列复合材料薄膜,并探究了样品薄膜的力学性能、热性能、微观形貌和气液阻隔性。研究表明,随着CaCO_(3)质量分数的增加,样品的拉伸强度呈先增大后减小的趋势,断裂伸长率与热稳定性下降,气液阻隔性提高。通过与GB/T 38727—2020对比,确定了满足性能标准的样品配方,样品PBAT/PPC/CaCO_(3)(60/30/10)(数值表示各组分的质量分数)可用于制备自动包装卷装膜、快递封装用膜、塑料薄膜类包装袋用膜;PBAT/PPC/CaCO_(3)(40/30/30)可用于制备自粘膜。