关键词： 复合材料   小尺寸不规则孔隙   随机分布算法  

摘要： 以碳纤维/环氧树脂复合材料中的孔隙为研究对象,建立一种可以生成小尺寸不规则孔隙的随机分布算法。首先利用Matlab软件对复合材料的微观形貌图像进行处理,以获取小尺寸不规则孔隙的尺寸分布统计数据。然后以该统计数据为依据,采用改进的邻点融合法,通过C++编程建立小尺寸不规则孔隙随机分布算法。最后将孔隙微观形貌图和随机分布算法生成的孔隙分布图进行对比分析,结果表明本文算法生成的孔隙与实际孔隙的形状和分布基本相同,证明了小尺寸不规则孔隙随机分布算法的有效性和合理性。

关键词： 电催化   析氢性能   镍磷化合物   复合材料   非贵金属  

摘要： 镍基磷化合物因其自身的类氢化酶电子结构和其出色的稳定性被证明具有良好的电解水析氢能力。单金属磷化物因其本征活性不足、导电性不高及稳定性较差等问题,使其在实际应用上受到了限制。综述了结构新颖、性能优异和稳定性高的镍基磷化物复合材料的研究进展,总结和分析了通过杂原子掺杂、形貌调控、结合自支撑材料和复合新型材料(碳纳米管、石墨烯、石墨炔、二维材料MXene)等方式在调控催化材料的电子结构、微观形貌、促进长时间电解稳定性、增大比表面积和提高导电性方面提升电解水析氢性能的研究成果。为探索催化活性高和结构稳定兼备的新型镍基磷化物复合材料提供研究方向。

关键词： 超高韧性水泥基复合材料   中高温   低温   力学性能   本构模型  

摘要： 为研究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)在200~−100℃温度作用后的力学性能,设计了不同纤维体积掺量的UHTCC,经中高温和低温作用后进行基本力学性能试验,通过UHTCC强度和变形等参数评价了中高温和低温作用后UHTCC的力学性能。结果表明:纤维的掺入能有效改善基体的脆性,提升材料的韧性;同时温度作用导致材料内部出现初始缺陷,对UHTCC的力学性能有明显的影响,且低温作用的影响要明显高于高温作用,当温度降低至−100℃时,UHTCC强度最大降低约75%,变形最大降低约92%,但温度作用未对UHTCC的泊松比产生明显影响。在此基础上提出了中高温及低温作用后UHTCC轴压和轴拉应力-应变关系回归模型,为UHTCC材料在极端温度环境下的性能设计和工程应用提供参考。

关键词： FDM   复合材料   电磁屏蔽   力学性能   压力传感  

摘要： 为解决熔融沉积成型(FDM)打印器件力学性能低、功能性单一等问题,提出将聚氨酯(TPU)导电丝材用于FDM打印的方法,对打印件的力学性能、电磁屏蔽性能、压力传感性能进行了测试。结果表明:打印出的导电TPU试样表现出较好的力学性能,其抗拉强度为61.48 MPa,弹性模量为41.64 MPa,断裂伸长率为134.33%;在弯曲应变为10%时,弯曲强度为0.15 MPa,弹性模量为1.38 MPa,厚度为4 mm的打印试样在测试频率11.3 GHz时电磁屏蔽值为11.9 dB。制备的传感器工作范围为0~100 k Pa,其在0~10 kPa和10~100 kPa压力范围的灵敏度分别为0.107 kPa~(-1)和0.002 kPa~(-1),具有良好的稳定性和重复性。导电TPU丝材在电磁屏蔽、压力传感方面具有潜在的应用前景,拓宽了FDM打印的材料选择和应用潜力。

关键词： 新型复合材料   环境污染   RF/Fe_(3)O_(4)   降解性能  

摘要： 为有效降解有机物及避免其二次污染,提高水污染治理效果。利用共沉淀法,制备出新型复合材料RF/Fe_(3)O_(4)。经研究发现,RF/Fe_(3)O_(4)更易于在酸性条件下反应,且RF/Fe_(3)O_(4)对苯酚的降解性能随Fe_(3)O_(4)负载量的增加为先增加后降低;经过二次循环后,降解率由84%下降至77%,并在之后的二次循环中保持不变;当p H=8.2时,可实现对RF/Fe_(3)O_(4)产双氧水粉末的高效回收,表明RF/Fe_(3)O_(4)在有机物中降解效果好,绿色环保。

关键词： 石墨烯-碳纤维混杂增强树脂基复合材料   交联度   真空浸渗热压成型工艺   基体配比   形状记忆性能  

摘要： 碳纤维混杂增强复合材料由于具有重量轻、可设计性强等诸多优点,广泛用于汽车、海洋、航空航天等行业.根据固化剂与环氧树脂的配比化学原理,计算出石墨烯-碳纤维混杂增强树脂基(GO-CF/EP)复合材料的最佳配比为1∶5,并采用真空浸渗热压成型工艺(VIHPS)制备1∶2~1∶7共六个配比的试样,结合形状记忆性能测试及微观形貌的观察,得到固化剂与环氧树脂实际最佳配比.实验结果表明,GO-CF/EP复合材料性能主要取决于体系中交联度的大小,交联度越大,复合材料的形状记忆性能越好,微观组织形貌也较理想.当基体配比为1∶5时,GO-CF/EP复合材料体系中交联度最大,微观形貌呈现均匀致密的状态,形状固定率最大,为95.90%;形状回复率最大,为95.40%;形状回复时间最短,为80.30 s;形状回复力最大,为9.48 N.当基体配比为1∶2或1∶7时,固化剂过量或不足,交联度较小,微观组织形貌中有大量的基体聚集区,其形状记忆性能下降,形状固定率及回复率也相应减小,分别为82.99%,81.66%,81.91%,78.75%;形状回复力分别只有5.20 N和5.50 N.

关键词： 石墨烯   硅橡胶   复合材料   表面润湿性   功能化  

摘要： 综合性能优异的石墨烯改性硅橡胶复合材料在航天航空、电子电器以及医药卫生等领域展现出广泛的应用前景。总结石墨烯改性硅橡胶复合材料的主要制备方法及其优缺点,重点介绍具有特殊润湿性、导热性能和导电性能的石墨烯改性硅橡胶功能复合材料的研究进展。提高石墨烯的功能改性效率及石墨烯在复合材料中的含量和均匀分散性、实现复合材料的多功能化等是未来研究的难点和重点。

关键词： 增材制造   钛基复合材料   成分调控   结构设计   力学性能  

摘要： 增材制造技术作为一种样件快速成型制备技术,为基于成分调控与结构设计的高性能钛基复合材料的开发带来了机遇。本文介绍了增材制造钛基复合材料研究与应用的最新进展,分析了能量密度、打印路径及冷速控制等对材料显微组织与力学性能的影响。在此基础上,介绍了以陶瓷、金属间化合物及稀土元素为主的增材制造钛基复合材料成分调控策略。其中,以TiB、TiC为代表的陶瓷增强相及Ti-Cu体系的金属间化合物为目前钛基复合材料中广泛使用的增强体;以La、Ce和Nd为主的稀土元素则可有效解决氧偏聚问题并显著细化晶粒。进而以网状结构和层状结构为例介绍了增材制造钛基复合材料结构设计研究进展。其中,网状结构多通过Ti与B和C元素的原位反应生成增强相,并通过控制凝固过程实现对增强相非均匀分布的调控;层状结构则多通过交替打印多种粉体获得。网状、层状结构设计对钛基复合材料强韧化有着积极的作用。本文最后通过对研究现状和未来研究趋势的简要分析与展望,为增材制造高性能钛基复合材料的设计与制备提供一定参考。

关键词： 镀镍石墨   导电硅橡胶   电磁屏蔽橡胶   屏蔽效能   屏蔽机理  

摘要： 为了改善常规方法难以兼顾电磁屏蔽橡胶高导电导磁性能和其力学性能,以镀镍石墨(NCG)为填料,偶联剂为改性剂,硅橡胶为基材,采用机械共混的方式制备了系列镀镍石墨导电硅橡胶电磁屏蔽复合材料。测试分析了电磁屏蔽橡胶的硫化特性、力学性能、导电性能和屏蔽效能,并使用扫描电子显微镜表征了电磁屏蔽橡胶的微观组织。研究了镀镍石墨(NCG)添加量对导电硅橡胶力学性能、导电性能和屏蔽效能的影响,并对电磁屏蔽橡胶的导电和屏蔽机理进行了分析。结果表明:当填料添加量为180份时,填料能够在基体内部形成完整稳定的三维导电网络,使复合材料在具有良好力学性能的同时还具有优异的电学性能,电磁屏蔽橡胶的拉伸强度为3.688MPa,体积电阻率为0.24Ω·cm,其在X波段(8.2~12.4GHz)内的平均屏蔽效能可达到55.25dB。

关键词： 锂离子电池   负极   MoS_(2)   MXene  

摘要： 通过简单的水热结合退火的方式合成了MoS_(2)/C/MXene复合材料,其中MoS_(2)为1T晶型。MoS_(2)/C纳米片均匀地生长在MXene薄片上,呈现出独特的多孔异质结构,这种结构不仅有效抑制了MXene薄片的重新堆积,还缓解了MoS_(2)充放电过程中的体积膨胀。无序碳的引入提高了复合材料的导电性,并使MoS_(2)的晶型从2H转变为1T。将MoS_(2)/C/MXene复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出优秀的循环性能。在1 A·g^(-1)的电流密度下循环1000次后拥有574.2 mA·h·g^(-1)的比容量。这项研究为制备具有良好电化学性能的锂离子电池负极材料提供了一种设计策略。