石墨烯/涤纶导电纤维的制备与性能研究

为了研究涤纶纤维(PET)在不同配比的石墨烯导电浆料浸渍并烘干后对其导电性能的影响,以机械法制备的1μm~3μm的石墨烯作为导电相,采用聚酯树脂作为粘结剂制备石墨烯导电浆料,随后将经过去油粗化处理的涤纶纤维浸渍在石墨烯导电浆料中浸渍一定的时间,后取出烘干从而制备出石墨烯导电纤维。采用电阻测试仪对制备出的不同导电纤维单位长度的电阻进行测试,采用单纤维强力仪测试其力学性能,采用同步热分析仪测试其热力学性能。研究表明∶该涤纶导电纤维在二次浸渍纤维能使纤维的导电性和均匀性有所提升,在加入去离子水90 g、分散剂0.75 g、聚酯树脂为WPU608以及石墨烯与聚酯树脂的比为5∶1导电性能达到最佳且为0.565Ω·cm。

石墨烯/三聚磷酸铝水性导电防腐涂料的制备及性能研究

以石墨烯为导电填料,三聚磷酸铝为防腐填料,水性环氧树脂作为黏结骨料,配置得出了一种用在接地电极表面的导电防腐涂料。通过附着力、导电性以及耐蚀性测试,再结合土壤模拟浸泡试验,研究不同石墨烯与三聚磷酸配比对涂层导电与防腐性能的影响,结果表明当m(G)∶m(EP)=17%,m(ATP)∶m(EP)=1%时涂层表现出了优异的导电性与抗腐蚀性,可以满足电力接地网使用要求。

芳纶柔性石墨散热膜的制备及导热性能研究

以对苯二胺(PPD)和对苯二甲酰氯(TPC)作为原料,采用正戊烷缩聚法制备对位芳纶,对芳纶膜进行预氧化处理、碳化处理、石墨化处理和压延处理制备石墨膜。研究不同PPD与TPC摩尔比及不同碳化温度对制得的石墨膜的导电性能和导热性能的影响。研究表明:当TPC和PPD的摩尔比为1∶1,预氧化温度为262℃,碳化温度为1000℃,石墨化温度为2800℃,材料厚度为0.15 mm时,石墨膜的导电率达到最大值(3819.8 S/cm),面内热扩散系数达到最优值(542.086 mm^(2)/s)。得到一种新型具有优异导电、导热性能的基于人工合成高导热柔性石墨散热膜。

LLZTO-G复合固态电解质的制备及固态锂离子电池的研究

本研究采用固相法制备了不同石墨烯含量的锂镧锆钽氧-石墨烯(LLZTO-G)复合材料,并将其与聚偏二氟乙烯(PVDF-HFP)制备成固态电解质,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对复合固态电解质进行了表征与分析,通过交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、计时电流法(i-T)进行了电化学性能测试,主要探究了石墨烯含量对固态电解质性能的影响。研究表明:复合材料中石墨烯质量含量为25%时,复合固态电解质的电化学性能最优,分别具有室温下2.46×10^(-4)的离子电导率、4.6 V的氧化分解电压及0.408的锂离子迁移数,制备的固态电池首圈放电比容量为157.25 mAh/g,在稳定循环137圈后放电比容为152.30 mAh/g,具有96.80%的容量保持率,仅下降3.2%,表现出优异的循环性能。

基于单晶硅的压阻效应压力传感器低气压输出异常分析

某型号压阻式压力传感器在实际工程中出现低气压段输出偏高现象,结合该传感器的结构组成,建立导致该现象的故障树,依据故障树逐一进行排除,采用外观检查、绝缘电阻测试、替换可能的故障部件等方式,确定故障出现在压力芯体中;进一步对芯体进行分析,通过显微镜、手捻法等方式方法,确定硅油中存在气泡导致传感器低气压段输出偏高,并对气泡中压力与输入压力之间的3类关系进行分析,得到输入压力小于气泡内部压力时,低气压段输出偏高故障现象的失效机理,并通过在空气环境下封装压力芯体,复现了故障现象,并建议增加对压力芯体进行低温低气压筛选试验。

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层组织和形成机理

采用高频感应熔覆技术，以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和形成机理进行了分析。结果表明：感应熔敷层组织是由γ-Ni基体、枝晶间共晶组织（γ-Ni＋M23C6）以及弥散分布的TiC颗粒组成。原位生成的TiC颗粒尺寸细小，分布均匀，颗粒大小为0．5～1．0μm。TiC颗粒是由微小八面体堆积而成，其形貌有八面体状和花瓣状。初晶TiC从镍溶液中生长时，由于TiC的生长不受限制，因此初晶TiC长成规则的八面体。当TiC以共晶的方式生长时，由于受到γ-Ni的影响，不可能自由生长，因此共晶TiC长成花瓣状。

原位自生TiC颗粒增强金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，采用高频感应熔覆技术。在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构和性能进行了分析。结果表明，熔覆层与基体呈冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷；熔覆层组织由γ-Ni、M23C3、TiC组成，TiC大部分呈方块状，少部分呈花瓣状，颗粒尺寸为0.5-1.0μm，均弥散分布于熔覆层中，涂层的显微硬度可达980-1000HV0.2。

原位自生TiCp/Ni60A复合涂层组织结构及长大特性

以Ni60A、钛粉和石墨粉为原料,采用高频感应熔覆技术,在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电境、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织结构、TiC颗粒的生长方式和性能进行了分析。结果表明:TiC是由钛粉和石墨粉原位反应生成的,原位形成的TiC颗粒细小,分布均匀,平均尺寸为0.5～1μm。熔覆层与基体呈冶金结合,涂层无裂纹、无气孔等缺陷。熔覆层组织由TiC颗粒、γ-Ni奥氏体枝晶和枝晶间M_(23)C_6共晶组织组成。熔覆层中TiC颗粒的形状有2种,一种是规则形状的八面体,另一种是由微小的八面体TiC堆积而成的花瓣状。TiC颗粒的长大是由微小的八面体TiC颗粒堆积而成,以对角连接方式长大速度最快。涂层的维氏硬度可达9800 MPa～10000 MPa。

氩弧熔覆原位合成TiC-TiB_2复合抗氧化涂层

为了提高石墨电极的高温抗氧化性能,以钛粉和B4C粉为原料,采用氩弧熔覆技术在石墨电极表面原位反应合成TiC-TiB_2复合涂层.利用X射线衍射分析、蔡司电子显微镜和扫描电子显微镜对涂层的组织形貌和物相组成进行了分析,利用间歇法测试了TiC-TiB_2复合涂层的高温抗氧化性能.结果表明,熔覆层由花瓣状的TiC颗粒和棒状的TiB_2颗粒组成,熔覆层与石墨基体热匹配性好,表面无裂纹和气孔等缺陷,且熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,1300℃高温氧化6h,氧化增重率为0.546mg/mm^2·h^(-1).

钛合金表面氩弧熔覆TiC增强复合涂层组织与性能分析

把石墨粉末预涂在钛合金表面上,利用氩弧熔覆技术成功制备出原位自生TiC增强的金属基复合涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪和能谱仪分析了熔覆涂层的显微组织,探讨了增强相TiC的生成机制;利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机考察了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明,氩弧熔覆涂层组织均匀致密,原位自生TiC呈树枝晶和细碎的条状均匀地分布于整个涂层中;由TiC增强的复合涂层明显地改善了钛合金的表面硬度,平均硬度约为700 HV0.2且沿层深方向呈梯度分布;涂层在室温干滑动磨损条件下的耐磨性明显优于基体,约为钛合金的10.5倍。

感应加热熔敷微米和纳米碳化钨复合涂层的研究

用感应加热熔敷法在Q2 35钢表面获得微米和纳米碳化钨复合涂层 ,并用扫描电镜、X射线衍射分析仪、显微硬度计等仪器对涂层的微观结构及显微硬度进行了研究。结果表明 ,涂层与基体间形成了牢固的冶金结合 。

原位自生TiC-TiB2增强Fe基复合涂层的凝固特性及形成机理

以Ti、B4C和Fe粉为原料,利用氩弧熔敷技术在Q235钢基体表面制备出原位自生TiC-TiB2增强Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的显微组织进行了分析。并分析了TiC和TiB2颗粒的形成机理和氩弧熔池的凝固特性。实验结果表明:熔敷层组织为TiC和TiB2弥散分布在α-Fe中,熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;涂层中TiC和TiB2的体积分数约为68%。形成机理主要是以固态扩散机制为主,TiC以小颗粒状和花瓣状先析出,后析出的TiB2多以六边形、短棒状存在,TiB2的组织比较粗大,TiC颗粒比较细小,TiB2的含量大于TiC含量。

钛合金表面氩弧熔覆原位合成TiB_2-TiN涂层组织及耐磨性能

以BN和Ni60A合金粉末为熔覆材料,采用氩弧熔覆技术在TC4合金表面原位合成TiB2-TiN增强颗粒耐磨涂层.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机对熔覆层的组织和性能进行分析测试.结果表明,复合涂层的显微组织沿层深方向分为熔覆区、结合区和热影响区;熔覆层与基体呈良好冶金结合,TiB2-TiN颗粒弥散分布,尺寸细小;涂层具有较高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优良的耐磨性能;其磨损机制为显微切削磨损和粘着磨损.

原位合成TiN增强Ni基复合涂层的组织与性能

以Ti,BN和Ni粉为原料,在Q345D钢表面采用氩弧熔敷技术制备了TiN增强Ni基复合涂层.利用扫面电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合涂层的显微组织进行了分析,TiN颗粒呈球形、不规则椭球状和枝晶状,并对其形貌特征进行了解释.利用显微硬度计和摩擦磨损试验机,对复合涂层的相关性能进行了测试和分析.涂层表面平均硬度达到了840 HV.结果表明,磨损机制主要为磨粒磨损,伴随着粘着磨损,硬质点颗粒的分布提高了基体的耐磨性能.

感应熔覆原位合成TiC增强金属基复合涂层组织与抗磨性能的研究

以N i60A、Ti粉和石墨粉为原料,利用感应熔覆技术在16Mn钢基材表面制备出原位自生TiC颗粒增强金属基复合涂层,分析了涂层的显微组织,在常温干滑动摩擦条件下评价了涂层的耐磨性能.结果表明:复合涂层由TiC颗粒、γ-N i奥氏体枝晶和枝晶间M23C6共晶组织组成;随着载荷增加,感应熔覆涂层磨损质量损失缓慢增大,16Mn钢磨损质量损失迅速增大,熔覆涂层具有优异的抗磨性能,其磨损机制主要为擦伤式磨损.

Ti6Al4V合金表面氩弧熔覆原位合成TiC-TiB_2增强钛基复合涂层组织与耐磨性

以B4C和Ni60A粉末为预涂材料,采用氩弧熔覆技术,在Ti6Al4V合金表面原位合成TiC与TiB2增强相增强钛基复合材料涂层.运用XRD,SEM等分析手段研究了复合涂层的显微组织,利用显微硬度仪测试了复合涂层的显微硬度并用磨损试验机分析了其在室温干滑动磨损条件下的耐磨性能.结果表明,熔覆层组织主要由TiC和TiB2组成,TiC颗粒和TiB2颗粒弥散分布在基体上,TiC颗粒的尺寸为2~3μm,而呈长条状的TiB2颗粒尺寸为3~5μm.显微硬度和耐磨性测试结果表明,该复合涂层显微维氏硬度高达1200MPa左右,复合涂层的耐磨性能比Ti6Al4V基体提高约20倍.

氩弧熔敷原位自生TiC/Ni60A复合涂层的滑动磨损特性

利用氩弧熔敷技术,以Ni60A自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在16Mn钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层以提高基体的耐磨性。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析。结果表明:熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷,TiC颗粒弥散分布于熔敷层中;复合涂层有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能并随着(Ti+C)含量的增加而提高。

碳化钨颗粒增强金属基复合材料涂层组织及其摩擦磨损性能

以Ni60A自熔合金粉末和微、纳米碳化钨粉末为原料,利用感应熔敷技术在Q235钢表面制备了微、纳米碳化钨复合材料耐磨涂层;利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪及X射线衍射仪观察分析了复合材料涂层的显微组织结构;考察了复合材料涂层在室温滑动干摩擦条件下的耐磨性能.结果表明:复合材料涂层主要由团聚状纳米碳化钨颗粒、微米WC颗粒和γ-Ni固溶体组成,其组织结构均匀,与基体之间形成完全冶金结合;复合材料涂层在滑动干摩擦条件下表现出优异的耐磨性能及良好的承载能力,其磨损率随载荷增加变化不大,这主要归因于微米WC增强相和团聚状纳米WC增强相的良好固溶强化、弥散强化及细晶强化作用.

氩弧熔敷原位自生TiC-TiB_2/Fe复合涂层组织与磨损性能的研究

以Ti、B4C和Fe粉为原料,利用氩弧熔敷技术在Q235钢基体表面制备出原位自生TiC-TiB2增强Fe基复合涂层。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和滑动磨损试验机对复合涂层的显微组织、硬度、耐磨性进行了研究。结果表明:熔敷层组织为TiC、TiB2和α-Fe,TiC以四面体和花瓣状先析出,后析出的TiB2多以六边形、短棒状存在,涂层中TiB2含量大于TiC含量;熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷;涂层维氏硬度为8300～9000MPa,比基体提高近4倍;最大耐磨性比基体提高近20倍,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨损性能。

无硫膨胀石墨的制备及微观组织分析

针对传统方法制得的膨胀石墨含硫量高的问题,以有机酸乙酸为插层剂,氯酸钾和硝酸为氧化剂,0.18mm天然鳞片石墨为原料,采用先氧化后插层的分步法制备了无硫膨胀石墨。研究了制备过程中不同因素对膨胀体积的影响,并对膨胀石墨的微观组织结构进行了初步分析。确定最佳工艺条件为:m(石墨)∶V(CH3COOH)∶V(HNO3)∶m(KClO3)为1(g)∶2(mL)∶1.8(mL)∶0.8(g),氧化反应和插层反应时间各30 min,反应温度45℃。膨胀石墨膨胀体积达325 mL/g。