有色金属复合材料技术理论与应用

MgAl2O4:Mg荧光粉的合成及其发光性能 775     

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用超声辅助聚丙烯酰胺凝胶法合成了MgAl2O4:Mg荧光粉。在MgAl2O4体系中引入的Mg金属颗粒抑制了MgAl2O4相的形成，在900℃及以上的温度烧结MgAl2O4:Mg干凝胶粉末，镁颗粒氧化成MgO。Mg金属颗粒的引入使MgAl2O4:Mg荧光粉的形貌由细小的纳米颗粒变为方便面型；MgAl2O4:Mg荧光粉的颜色由在600℃烧结时的暗棕色变为在800℃烧结时的白色，在1000℃烧结时白色变暗。随着烧结温度的提高MgAl2O4:Mg荧光粉的能带先增大后略微减小。引入镁颗粒使荧光光谱中位于395和425 nm的两个荧光峰淬灭，在650、656和680 nm出现三个新的荧光发射峰，且随着烧结温度的提高发光强度减弱。金属颗粒的表面等离子体共振导致MgAl2O4主晶格荧光淬灭，缺陷能级使MgAl2O4:Mg荧光粉产生了新的荧光发射峰。

热障涂层陶瓷层材料LnMgAl11O19(Ln=La, Nd)粉体的性能 998     

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用共沉淀法制备LaMgAl11O19粉体，证明了提高沉淀温度和pH值可使前驱粉体的性能明显提高。应用差热分析和X射线法研究了磁铅石相的生成温度和粉体的结晶度；使用Scherrer 公式并结合XRD谱计算了晶粒尺寸；用扫描电镜观察了各工艺参数的前驱粉体在1500℃时效5 h后的形貌；使用Malvern ZEN3600粒度仪和Manual measurement软件分析了粉体硬团聚的尺寸分布；用Nd2O3, Gd2O3, Sm2O3替代La2O3，研究了制备多种镁基六铝酸盐粉体的可行性。结果表明：在pH值为11.5、沉淀温度为60℃条件下制备的前驱粉体，其完全相变为纯LaMgAl11O19粉体的初始温度为1440℃，比在常温下沉淀的前驱粉体降低了150℃，磁铅石相的生成效率明显提高。在1500℃时效5 h的粉体其晶粒为纳米尺度。提高沉淀温度和pH值有利于减小晶粒尺寸和降低粉体的热导率。采用相同工艺参数可制备出纯NdMgAl11O19粉体，其晶粒尺寸略大于LaMgAl11O19粉体的尺寸。

纤维预热温度对连续Al2O3f/Al复合材料力学性能的影响 1081     

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选用Nextel610型Al2O3纤维为增强体、ZL210A连续氧化铝合金为基体，采用真空压力浸渗法制备纤维增强铝基复合材料(Al2O3f/Al)，纤维的体积分数为40%，预热温度分别为500、530、560和600℃，研究了纤维预热温度对Al2O3f/Al复合材料的微观组织、纤维损伤和力学性能的影响。结果表明：随着纤维预热温度的提高复合材料的致密度随之提高，最大达到99.2%，材料的组织缺陷最少，纤维的分布均匀；随着纤维预热温度的提高从复合材料中萃取出来的Al2O3纤维的拉伸强度不断降低，纤维预热温度为600℃的复合材料中Al2O3纤维的拉伸强度仅为1150 MPa，纤维表面粗糙，有大尺寸附着物。纤维的预热温度对Al2O3f/Al复合材料的拉伸强度有显著的影响。预热温度为500、530、560和600℃的复合材料其拉伸强度分别对应于298、465、498和452 MPa。组织缺陷、纤维损伤和界面结合强度，是影响连续Al2O3f/Al复合材料强度的主要因素。

增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料强化机理的影响 665     

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用粉末冶金法制备了分别用Al2O3、SiC颗粒增强的颗粒体积分数为25%的6061Al基复合材料, 在不同温度对其进行固溶-时效热处理, 通过拉伸曲线分析和断口SEM分析研究了增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料拉伸性能的影响。结果表明, 低强度Al2O3颗粒不适合用于增强高强度的6061Al基体, 研究了增强颗粒与基体适配性对颗粒增强铝基复合材料强化机制的影响, 发现主要通过影响应力传递机制来影响复合材料性能, 揭示了适配性与增强颗粒开裂、复合材料屈服之间的关系, 得出增强颗粒相对于基体强度越高, 颗粒开裂越少, 并总结了一种表示增强颗粒与基体适配性关系的方法。

钎焊用薄铝层铝/钢复合带材的临界压下量* 595     

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通过钎焊后拉剪实验得到了不同压下量下铝/钢复合界面的结合强度, 用扫描电镜观察了不同压下量下的铝/钢复合材料拉剪断口的形貌, 并用能谱仪分析了拉剪断口上的元素。根据拉剪强度并结合断口形貌, 定义了钎焊用冷轧4A60铝/08Al钢复合材料的最小复合压下量为35%, 稳定复合压下量为50%。

热处理对冷轧铜铝复合板材界面扩散层结构的影响* 254     

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用SEM、TEM、微区XRD等手段分析了复合板界面扩散层的形貌和结构, 研究了热处理工艺对冷轧铜铝复合板材界面扩散层结构的影响, 讨论界面扩散层形成规律。研究表明, 冷轧铜铝复合板经过扩散热处理后, 在复合界面形成具有扩散性质的界面层, 随着热处理时间的延续, 界面扩散层由最初的单层逐渐生长为三层, 进一步延长热处理时间, 界面层的层数不变, 厚度略有增加, 界面层含有q(Al2Cu)相、h2(AlCu)相和g2(Al4Cu9)相等金属间化合物, 界面扩散层结构为: 铝侧的Al-Cu固溶体与q(Al2Cu)相复合层、h2(AlCu)相层和铜侧的Cu-Al固溶体与g2(Al4Cu9)相复合层。

聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料的性能 1061     

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先用湿法纺丝制备聚醚砜(PES)多孔纤维并进行湿法抄造制备出四种不同面密度的PES多孔纤维网纱(PESV)，用真空辅助树脂灌注成型(VARI)制备出聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料。研究了PES多孔纤维在环氧树脂的溶解行为以及复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性(GIC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)、层间剪切强度和弯曲性能，并分析了复合材料层间断裂的微观形貌。结果表明,固化温度为180℃时，PES多孔纤维完全溶解在环氧树脂中；PESV面密度为31.6 g/m2时CF/EP复合材料的GIC和GⅡC最佳，分别提高了54.4%和62.2%。其原因是，PES多孔纤维在环氧树脂中溶解后相分离形成了PES/环氧树脂的两相结构，改善了层间韧性；PESV面密度为21.9 g/m2时，复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量也分别提高了2.9%、4.0%和7.7%。

热挤压钛/钢复合管的微观组织和性能 825     

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以低碳钢Q235为内管、以工业纯钛TA2为复管，用热挤压工艺制备了钛/钢复合管，使用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪和纳米压痕等手段对其表征，研究了这种钛/钢复合管的力学性能与结合界面微观组织的关系。结果表明，钛/钢复合管的外径为22 mm，内外壁厚分别为2.8 mm和0.4 mm，复合界面结合良好，界面内的主要物相为α-Fe、α-Ti、TiC及Fe2Ti；高温挤压使钛/钢复合管结合界面处的位错密度提高和晶粒明显细化，复合管钛侧的晶粒细化程度比基材钢侧的高，界面晶粒的平均尺寸为1.5 μm。加工硬化和高温热挤压使钛/钢结合界面的硬度提高，界面结合处的硬度最大。低温退火削弱了钛/钢复合管的加工硬化程度，提高了界面材料的刚度，而对界面金属间化合物生成的反应层的影响较小。

碳纤维/环氧复合材料界面改性的不均匀性 542     

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研究了等离子体表面改性和等离子体接枝改性碳纤维/环氧树脂基复合材料界面的不均匀性。层间剪切强度(ILSS)测量及其偏差评估的结果表明，在相同等离子体条件下，等离子体表面改性对ILSS的提升率只有8.6%，而等离子体接枝改性的提升率高达37%；但是，接枝改性ILSS的离散程度比较高。扫描电镜、金相显微镜和红外光谱分析的结果进一步表明，接枝改性可通过取代反应将较多的活性基团键接在碳纤维表面从而更容易实现界面提升，但是接枝层的不均匀及其产生的纤维粘连使ILSS的离散程度提高。

钛合金/不锈钢复合板的放电等离子烧结技术制备及其性能 623     

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用放电等离子烧结技术(SPS)制备钛合金/不锈钢复合板，模拟计算连接界面处的电流密度场、温度场和应力场并分析了复合材料的微观组织、界面微纳力学行为和拉伸性能。结果表明：在高能脉冲电流的作用下发生短时尖端放电使连接界面处的温度瞬间升高，连接界面相对平直并发生了明显的Ti、Fe、Cr原子扩散，在界面处生成了少量的TiFe、TiFe2和FeCr等金属间化合物。结合界面处金属间化合物的硬度达到3.557 GPa，远高于两侧金属基体(钛合金2.943 GPa，不锈钢2.717 GPa)的硬度。钛合金/不锈钢复合板的拉伸强度可达385.7 MPa，分别为钛合金母材和不锈钢母材的72%和80%。在拉伸过程中，不锈钢板解理断裂后钛合金板承载直至发生典型的韧性断裂。

Graphene/SiO2 纳米复合材料作为水基润滑添加剂的摩擦学性能 756     

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以石墨烯和正硅酸乙酯为原料用溶胶-凝胶法制备了Graphene/SiO2纳米复合材料，用球盘式摩擦磨损试验机评价其作为水基润滑添加剂在不同载荷和浓度下的摩擦学性能。用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了摩擦副的表面形貌和元素特征。结果表明：在15N载荷工况下，Graphene/SiO2纳米复合材料作为添加剂在超纯水中含量为0.2%(质量分数)时具有最佳的摩擦学性能 ，比超纯水的摩擦系数降低了17.9%，钢球磨损率降低了61.7%。基于磨损表面分析提出的润滑机制为：在摩擦过程中，Graphene/SiO2纳米复合材料在磨损表面生成的物理吸附膜、Graphene的层状剪切作用以及SiO2在磨损表面的修复作用和滚珠轴承作用，使超纯水的摩擦学性能提高。

C/C-ZrC-SiC复合材料的Si2+ 离子辐照行为 943     

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用强度为2 MeV的Si2+离子对C/C-ZrC-SiC复合材料进行室温辐照，使用掠入射X射线衍射、拉曼光谱、透射电子显微分析、扫描电子显微分析和纳米压痕等手段研究了辐照前后C/C-ZrC-SiC复合材料的晶体结构、晶格损伤、微观组织结构、表面形貌及显微力学性能的变化。结果表明：Si2+离子辐照后SiC晶格中产生的应力使晶格膨胀，而ZrC晶格未发生膨胀；辐照后SiC的拉曼峰宽化和偏移在Si-C区域形成新峰，离子辐照诱导ZrC出现的碳空位使其具有拉曼活性，从而出现特征峰；辐照后C/C-ZrC-SiC复合材料的表面形貌没有显著的变化，而ZrC和SiC中碳的原子含量分别提高了37.93%和13.03%；辐照使ZrC中出现大量的间隙缺陷团簇和SiC部分非晶化，且在ZrC与SiC晶粒的交界处出现完全非晶化区域；碳纤维中碳相的ID/IG值与石墨微晶的层面间距增大，热解碳的层状结构被破坏逐渐呈无序化；ZrC、SiC和碳纤维的纳米硬度和弹性模量增大，ZrC的变化最小表明其具有更高的稳定性。

基于界面氢键结构的石墨烯/聚合物复合材料的阻尼性能 298     

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提出在石墨烯/聚合物复合材料内构筑界面氢键结构，利用氢键的动态可逆性和断裂/再生过程中的能量耗散可显著提高复合材料的阻尼性能。对石墨烯和聚(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SEBS)进行接枝改性，引入氢键单元从而在石墨烯/SEBS复合材料的界面构筑了多重氢键结构。研究了这种复合材料的循环拉伸以及动态力学性能。结果表明，这种复合材料的弹性模量、滞后损耗、阻尼因子比SEBS分别提高165%、237%和42%。强度和阻尼性能的显著提高，主要归因于复合材料组元间界面氢键的相互作用、高效应力传递、以及氢键可逆断裂/再生过程中显著的能量耗散。

支链含氟聚酯的合成和性能 455     

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用1H，1H，2H，2H-全氟-1-癸醇对1，2，4-苯三酸酐中的一个官能团进行封端后替代部分顺丁烯二酸酐，与新戊二醇共缩聚合成了支链含氟聚酯，然后在含氟聚酯中加入交联剂进行固化反应制备出支链含氟聚酯膜。使用红外光谱、XRD、GPC、TG和DSC等手段表征含氟聚酯的结构、分子量和热稳定性，用万能试验机、接触角测试仪和X射线电子能谱分析了含氟聚酯膜的力学性能、表面性能及表面元素含量。结果表明，在聚酯中成功引入含氟基团使含氟聚酯比无氟聚酯的分子量增大，热稳定性先提高后降低，初始分解温度最高达299.41℃，玻璃化转变温度由6.24℃提高到46.65℃；随着含氟基团含量的提高聚酯膜的断裂伸长率降低而拉伸强度提高，拉伸强度最高达到19.97 MPa；含氟基团由含氟聚酯膜的本体向表面迁移，随着含氟基团含量的提高聚酯膜的水接触角和油接触角逐渐增大，使聚酯膜具有疏水性。

温度响应性双面纳米纤维的制备和性能 886     

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使用N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰氧基二苯甲酮共聚合成的温度响应性聚合物和以用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的聚乙烯醇为成纤聚合物、以水为溶剂，配制纺丝液并将并列静电纺丝和紫外光辐照相结合制备出升温可卷曲的温度响应性双面纳米纤维。用扫描电镜和透射电镜均观察到这种纳米纤维具有双面结构，用核磁共振波谱仪证实用紫外光辐照可使双面纳米纤维中形成交联结构。研究了并列静电纺丝的工艺条件对双面纳米纤维的产率和平均直径的影响。结果表明，在两种纺丝液的流速不超过0.3 mL/h、纺丝电压不超过22 kV的条件下双面纳米纤维的产率高于90%，改变接收距离可在一定范围内调节双面纳米纤维的平均直径。这种双面纳米纤维在水中具有良好的稳定性，其中可水溶的聚合物含量(质量分数)低于2%。当水介质温度从25℃升高到35℃时，这种纳米纤维从伸展形态转变为卷曲的形态。这种对温度的响应性具有可逆性。

贝壳珍珠质及交叉叠片结构体外类骨磷灰石生长的对比研究 363     

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对具有交叉叠片结构的扇贝和珍珠质结构的褶纹冠蚌贝壳进行表面预处理和体外生物活性实验，对比研究了类骨磷灰石在这两种不同微观结构表面的生长。在磷酸缓冲液PBS中浸泡的初始阶段，磷灰石在交错层状结构表面沉积得很紧密，沉积速度较高；而在SBF模拟人体体液中的体外矿化过程中，在交叉叠片结构表面在较短时间内就生成了数量更多的磷灰石。长期浸泡后，两种结构的生物活性没有明显的不同。与珍珠质结构相比，在短时间内交叉叠片结构更有利于类骨磷灰石的生长。

TiZr基非晶/TC21双层复合材料的制备和力学性能 884     

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用渗流法制备TiZr基非晶/TC21钛合金双层复合材料，并对其微观组织和力学性能进行深入的研究。结果表明，TiZr基非晶(ZT3, Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7)合金熔体与TC21钛合金之间的界面结合良好且有良好的润湿性。制备温度对双层复合材料的微观结构和力学性能有极大的影响。随着制备温度的提高，界面层的厚度和TC21钛合金的溶解量增加，非晶基体中枝晶相的体积分数增大、晶粒粗化。这种双层复合材料的强度随着温度的提高而降低，在室温下具有良好的弯曲塑性，其弯曲强度达到2177 MPa、动态压缩强度达到1326 MPa。

聚多巴胺改性碳纤维增强尼龙6复合材料的界面性能 1202     

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在碳纤维表面自聚合沉积多巴胺对其改性，制备出碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征碳纤维的表面形貌、粗糙度、润湿性和化学结构，研究聚多巴胺(PDA)沉积时间对复合材料界面力学性能的影响。结果表明：经过改性处理的碳纤维表面被一层均匀的PDA薄膜覆盖，显著提高碳纤维的表面活性、表面粗糙度和化学键能，也极大地提高碳纤维与尼龙6树脂基体之间的界面相容性。PDA沉积16 h的复合材料其界面结合强度最高，层间剪切强度达到31.7 MPa比改性前提高72.3%，弯曲强度达到308.2 MPa比改性前提高56.9%。

FeCo/SnO2 复合纳米纤维的制备及其吸波性能 853     

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用静电纺丝和氢气还原法制备FeCo/SnO2复合纳米纤维并使用X射线衍射、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪等手段分析表征其结构、形貌、磁性及电磁特性，研究了SnO2含量对复合纳米纤维的吸波性能的影响。结果表明，添加适量的SnO2可显著提高FeCo纳米纤维的吸波性能。用SnO2摩尔含量为20%的复合纳米纤维制备的厚度仅为1.4 mm的涂层，在频率10.95 GHz处最小反射损耗(RL)为-40.2 dB，有效吸收带宽(RL≤-10 dB)为2.64 GHz (9.75-12.39 GHz)，厚度减小到1.0 mm的涂层其最大有效吸收带宽为4.16 GHz，频率范围为13.84~18.00 GHz。涂层吸波性能优异的主要原因，是阻抗匹配的改善、磁性FeCo合金与介电SnO2的电磁损耗协同作用、加强的界面极化驰豫以及纳米纤维形成的三维网络结构产生的多重反射与散射。

等离子体处理对CF/PI复合材料高温界面性能的影响 474     

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用氩气电感耦合射频等离子体(ICP)处理碳纤维的表面，研究了改性碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料300℃的界面性能。分别使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等手段和测试X光电子能谱(XPS)，研究了氩气等离子体处理时间对连续碳纤维改性前后纤维表面的形貌、粗糙度和化学组分的影响，以及碳纤维增强聚酰亚胺树脂基(CF/PI)复合材料的300℃界面强度的变化规律。结果表明，用氩气等离子体处理7 min(最佳时间)后碳纤维表面的形貌变得粗糙，结构凹凸不平，氧含量从11.43%提高到16.28%，极性官能团-C-O-的含量提高到14.37%。纤维表面浸润性的提高使碳纤维与聚酰亚胺树脂基体300℃的层间剪切强度(ILSS)从76 MPa提高到86.2 MPa。

不同针刺工艺的针刺复合材料面内拉伸强度分析 849     

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6种针刺工艺不同的碳纤维增强树脂基复合材料，其面内拉伸强度随着针刺密度和针刺深度的增大而降低，针刺处纤维的断裂使材料内的缺陷失稳扩展和面内纤维断裂，进而使材料整体拉伸失效。根据面内拉伸实验结果和纤维累计损伤理论并引入纤维体积折减系数，建立了分析针刺复合材料面内拉伸强度的理论模型。这个模型的预测结果与实验结果相符，并发现断裂纤维簇的个数与体积折减系数相关。用该模型可预报不同针刺工艺复合材料的面内拉伸强度，并指导设计针刺复合材料的预制体。

铺层方式对CFRP-Al单搭接接头胶接性能的影响 806     

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使用热压罐制备[45/-45]4s、[0/90]4s和[0/45/-45/90]2s三种铺层方式的CFRP层合板,然后在室温下与Al胶接制备出单搭接试样。使用电子万能试验机、数字图像相关法(DIC)和扫描电子显微镜(SEM)等手段测量胶接接头的拉伸载荷-位移曲线和应变分布并观察断口形貌。基于试验数据分析不同铺层方式下CFRP-Al单搭接接头的拉伸性能,研究了铺层方式对CFRP-Al单搭接接头胶接性能的影响和铺层方式胶接接头的破坏机制。结果表明,在拉伸过程中[45/-45]4s试样出现塑性变形阶段其拉伸位移最大,而[0/45/-45/90]2s和[0/90]4s试样的拉伸位移较小且发生了脆性断裂。铺层方式从[45/-45]4s到[0/45/-45/90]2s再到[0/90]4s,试样的极限载荷和纤维束断裂数量增加、层间剪切力减小、应变集中程度和分层破坏程度降低。

中间相沥青基碳纤维石墨化度对Cf/Al界面损伤的影响 819     

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以不同石墨化度的中间相沥青基碳纤维为基底磁控溅射构筑Cf/Al界面,研究了不同石墨化度Cf/Al界面微观结构的演变,并与聚丙烯腈碳纤维比较揭示了Cf/Al界面的损伤机制。结果表明：随着石墨化处理温度的提高中间相沥青基碳纤维的石墨微晶尺寸增大、取向度和石墨化度提高,Cf/Al界面的反应程度降低和碳纤维损伤减少。不同石墨化度Cf/Al界面的损伤决定于初始缺陷的数量和后续裂纹在碳纤维内部的增殖和扩展。在2400℃和2700℃石墨化处理使裂纹更容易在中间相沥青基碳纤维石墨微晶片层间扩展,去除镀层后纤维损伤比聚丙烯腈碳纤维分别高5.19%和3.70%；在3000℃石墨化处理后,化学惰性较大的中间相沥青碳纤维使界面反应产生的缺陷数量大幅度减小,去除镀层后纤维的损伤比聚丙烯腈碳纤维低1.85%。

BaTiO3 纳米线的长径比对聚间苯二甲酰间苯二胺复合材料介电性能的影响 887     

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用水热法合成了不同长径比的钛酸钡纳米线(BaTiO3 nanowires (BTN)),用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)调节其表面化学能和静电力(标记为P-BTN)。将P-BTN加入聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基体中制备出P-BTN含量(质量分数)为10%的介电复合材料P-BTN/PMIA。研究了合成温度对BTN长径比的影响、P-BTN对P-BTN/PMIA复合材料介电性能和电学性能的影响以及P-BTN/PMIA复合材料在不同温度下的介电性能和电学性能。结果表明：随着BTN合成温度的提高其长径比明显增大,从130℃时的7.2增大到250℃时的46；随着PMIA复合材料中P-BTN长径比的增大其介电常数从6.6增大到9.8,其介电损耗在整个频率范围内小于0.025并保持了良好的绝缘性能；在-20℃-200℃复合材料P-BTN-250-10介电常数和介电损耗保持稳定。高长径比的BTN更利于提高耐高温聚合物基复合材料的介电常数,进而提高其储能密度。

界面强度对柔性环氧树脂/粘土纳米复合材料热/力学性能的影响 794     

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先合成反应型BBDMP30-clay有机化粘土和非反应型CPDMP30-clay有机化粘土,然后以其为纳米增强体分别制备了两种界面强度不同的环氧树脂/粘土纳米复合材料。用透射电子显微镜(TEM)、拉伸实验表征这两种环氧树脂/粘土纳米复合材料并进行动态力学分析(DMA),研究了界面强度对其力学性能的影响。结果表明：这两种纳米复合材料具有几乎相同的无规剥离结构,反应型BBDMP30-clay比非反应型CPDMP30-clay能更有效地提高材料的热/机械性能。粘土质量分数为3.5%时BBDMP30-clay可使纳米复合材料的拉伸强度提高250%,而CPDMP30-clay只能使材料的拉伸强度提高190%。BBDMP30-clay使纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)提高了6.5℃,而CPDMP30-clay只能使材料的Tg提高2.5℃。这些不同都可归因于这两种纳米复合材料界面强度的差异。

氧化石墨烯/苯甲酸钠复合成核剂协同改性PA6纳米复合材料的性能 531     

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先用水热法合成氧化石墨烯(GO)/苯甲酸钠(Sb)复合成核剂(GO-Sb),然后用熔融共混法制备尼龙6(PA6)/GO-Sb纳米复合材料,研究了分别添加GO和Sb、同时添加GO-Sb对PA6纳米复合材料的形态、力学和热性能的影响。结果表明：GO与Sb之间存在静电相互作用和π-π共轭,Sb的加入能促进PA6中γ晶的形成。GO-Sb作为异相成核剂均匀分散在PA6中, 使PA6纳米复合材料的结晶温度、结晶度和热变形温度提高。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比纯PA6提高了69.9%和157.1%。PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料的拉伸强度、冲击强度和弹性模量分别比PA6-GO-Sb(100/0.3/0)纳米复合材料提高了13.6%、186.4%和52.6%。与纯PA6(k=0.238 W/m·k)相比,PA6-GO-Sb(100/0.3/0)纳米复合材料(k=0.536 W/m·k)的热导率提高了125.2%,PA6-GO-Sb(100/0.05/0.25)纳米复合材料(k=0.854 W/m·k)的热导率提高了258.8%。

基于电沉积技术构建聚苯胺/海藻酸膜及电化学性能研究 972     

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基于电沉积技术的方法在电极表面构建聚苯胺(PANI)/海藻酸膜,直接构建PANI/海藻酸修饰电极,结合了海藻酸的阳极电沉积和苯胺的电化学聚合,具有条件温和以及后处理简便的特点。PANI/海藻酸膜呈现出与PANI类似的深绿色,其不仅可以稳定的存在于电极表面,而且还可以从电极表面取下来作为独立的膜材料。X射线衍射、红外光谱以及扫描电镜的测试结果均表明利用电沉积技术在电极表面制备得到了PANI/海藻酸膜。电化学性能分析结果表明,与PANI修饰电极相比,PANI/海藻酸修饰电极的电荷转移电阻更小,具备更高的电化学电容、更好的电荷储存能力和循环稳定性。

SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料的制备和性能 1073     

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选用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,用溶胶-凝胶法制备不同C/Si(原子比,下同)比的SiOC气凝胶,再用大气喷涂法将其喷涂在柔性陶瓷纤维隔热毡中制备出SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料。C/Si比,是影响SiOC气凝胶/柔性陶瓷纤维复合材料性能的主要因素。随着C/Si比的提高SiOC溶液的凝胶时间延长且更易浸入隔热毡,材料的密度和热导率先降低后提高。C/Si比为0.67的材料热导率最低,其室温热导率为0.026 W/m·K,1000℃时的热导率为0.174 W/m·K。与未改性的隔热毡相比,其热导率显著降低,尤其是在高温下热导率降低47%；同时,这种材料还具有优异的耐高温和抗氧化性能,在1200℃空气中静烧1 h后试样的质量损失只约为1%,静烧3 h后约为5%,随着C/Si比的提高其质量损失随之提高；同时,SiOC气凝胶复合材料还具有良好的疏水性能、柔性和回弹性。

CaO增强复合胶凝材料的性能 472     

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使用重金属污泥制备免烧砖。使用CaO钙源优化配置复合胶凝材料的组分,并调控胶凝浆体中的水化产物和未水化相。先基于免烧砖原料的配合比计算复合胶凝体系的钙硅比(Ca/Si)并控制其值为0.8~1.2,设计添加CaO的免烧砖实验方案。使用核磁共振(NMR)、透射电镜-能谱等手段和PCAS分析软件,研究了CaO使高硅复合胶凝材料性能提高的机理。结果表明：随着高硅胶凝体系Ca/Si比在0.8~1.2范围内的提高,免烧砖的力学性能先提高后降低,Ca/Si比的最佳值为1.0,CaO也有一个最佳调控值。随着Ca/Si比的提高7 d试样的吸水率先降低后提高,28 d试样的吸水率线性降低。随着Ca/Si比的提高,试样中平面孔径大于200 μm的孔隙率递减,分形维数先减小后增大；对于孔径小于200 μm的孔结构,随着Ca/Si比的提高孔径为200~200 μm的孔减少,孔径小于200 nm的孔增多,孔的体积呈减小的趋势。复合胶凝体系能抑制污泥免烧砖70%以上的重金属浸出量。

原位自生纳米Al2O3/Al-Zn-Cu复合材料的力学性能 692     

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将纳米ZnO粉末和Al粉球磨后冷压成Al-ZnO预制块,然后将其加到Al-Zn-Cu熔体中进行Al-ZnO原位反应,制备出纳米Al2O3颗粒增强Al-Zn-Cu基复合材料。能谱面扫描分析和透射电镜观察结果表明,复合材料由纳米Al2O3颗粒和Al2Cu析出相两种颗粒/析出相组成。纳米Al2O3颗粒通过异质形核和晶界钉扎,细化了Al-Zn-Cu合金晶粒组织和Al2Cu析出相。原位纳米Al2O3颗粒的生成提高了基体合金的拉伸性能,轧制+热处理使Al2O3/Al-Zn-Cu复合材料的拉伸强度比相同处理的基体合金提高约100%,总伸长率提高约98%。