石墨烯改性聚丙烯腈基纳米炭纤维的制备及其性能

以氧化石墨为前驱体,采用真空热膨胀还原法获得了功能化的石墨烯材料。以石墨烯为纳米填料,采用静电纺丝法制备了一系列石墨烯改性聚丙烯腈(PAN)纳米复合纤维,经进一步预氧化和炭化得到纳米炭纤维。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、热重(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)研究了石墨烯对纳米炭纤维的宏观性能与微观结构的影响。结果表明,加入石墨烯后,PAN纳米纤维中分子取向变大,结晶度下降。对氧化、环化和脱氢反应可产生一定的抑制作用,导致预氧化反应程度下降。同时,石墨烯可作为炭化阶段微晶生长的晶核,有利于碳网平面的快速生长。

超级电容器用活性炭国产化关键化学与化工问题

超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等优点,在电动汽车、轨道交通、新能源、电磁弹射和激光武器等领域已广泛应用。然而,作为超级电容器的关键电极材料——活性炭,始终未实现国产化,一直依赖从日本和韩国进口,极大地制约了国内超级电容器及其下游产业的发展。本文综述了超级电容器用活性炭的理化性能对其电化学性能的影响,介绍了国内外超级电容器用活性炭产业现状,指出了其生产过程中制约产品品质的典型传质和传热等化工问题。文章提出,应在现有活性炭基础上建立全面合理的超级电容器用活性炭指标体系,从而指导其国产化工艺开发。针对其生产工艺和装备开展仿真模拟研究,以解决国产炭材料批次稳定性和一致性的问题,保障超级电容器行业关键材料自主可控。

金融交易系统中若干密码国家标准的应用实践

为尽快落实商用密码在证券期货领域的全面应用,以期货行业交易系统中的安全加固改造为典型案例,阐述了GB/T 37092—2018《信息安全技术密码模块安全要求》、GB/T 38636—2020《信息安全技术传输层密码协议(TLCP)》等密码国家标准应用实践分析,包括标准的应用模式和标准的应用效果,以及所带来的社会效益。基于商用密码算法的底层安全通讯技术、密钥分割技术,实现了商用密码算法与业务的高效融合。该案例主要应用在证券/期货等金融网上交易系统的业务场景,促进了应用领域的自主可控、安全稳定发展。

G50钢与G31钢动态力学性能的对比试验研究

采用拉伸、冲击、霍普金森杆压缩及所设计的爆轰加载试验方法,对比研究了G50钢与G31钢在准静态、动态及爆轰加载条件下的力学性能。试验结果表明:G50钢和G31钢在准静态、10^3 s^−1应变率下的动态力学性能相近;在爆轰加载条件下,G50钢和G31钢试样发生了近乎相同的破坏形态,说明在超高压及超高应变率条件下两种材料具有相近的屈服强度和抗拉强度。研究结果表明,G31钢与G50钢有相似的力学性能,在侵彻战斗部壳体方面可做进一步的应用尝试。

两种状态钨合金球力学性能及损伤模式对比试验研究

采用静态与动态加载试验的方法,研究了同一牌号、相同尺寸的烧结态与精磨态两种状态的钨合金球的力学性能。同时通过电镜扫描的手段,观察了两种状态的钨合金球试验前表面与内部金相结构及静态试验后表面的损伤模式,并分析了两种状态钨合金球产生力学性能差异的原因。研究结果表明:烧结态钨合金球表面因其钨颗粒与黏结相分布均匀,静态条件下其极限压溃载荷是精磨态钨合金球的2.02倍,动态条件下其性能也明显优于精磨态钨合金球。

石墨烯在电化学储能过程中理论研究进展

本文对目前石墨烯在电化学储能过程中理论计算的研究进行系统整理,从石墨烯材料电子结构特征出发,对其在超级电容器、锂离子电池和氧还原过程中石墨烯起的作用进行综述,详细讨论了石墨烯在以上不同电化学环境中与物质的相互作用机制,为新型石墨烯基电化学储能器件的研究提供理论基础和研究思路。

冲击片雷管在大型战斗部传爆序列中的应用

针对大型战斗部高安全性、高可靠性的起爆要求,设计了一种以冲击片雷管起爆传爆药柱的直列式传爆序列,分析了试验用冲击片雷管的起爆感度,并对冲击片雷管在静态以及动态条件下的传爆性能进行了试验验证。结果表明:冲击片雷管在70℃、-40℃、常温以及1.6mm的传爆间隙条件下,能够可靠起爆聚黑传爆药柱;在高速740m/s、低速370 m/s条件下传爆序列能够可靠传爆并作用,试验结果说明冲击片雷管的起爆性能满足大型战斗部的要求。

高结构稳定性、低泄漏率三维铜@石墨烯复合相变材料的制备

由于能源消费需求的持续增长和传统化学燃料的日益枯竭,对可再生能源的需求日益迫切。以地热能、太阳能为代表的可再生能源脱颖而出。然而,这些能源的应用易受到天气、季节、地点和时间的影响,具有不稳定性、随机性、波动性和间歇性。储能技术是解决上述问题的有效途径,它可以在需要的时候储存或释放能量。在各种储能技术可选材料中,相变材料(PCMs)是智能热能管理和便携式热能领域的有力候选者。大多数相变材料都存在导热系数低、环境污染、熔点泄漏等问题,因此有必要将相变材料封装到支撑骨架材料中。事实上,支撑材料在应用中仍面临着一些重大挑战。首先,骨架材料应能抵抗相变材料在相变过程中的体积变化,即具有良好的结构稳定性。其次,还应具有较高的导热系数和较低的泄漏率。石墨烯气凝胶(GA)已被证明是提高相变材料形状稳定性的有效支撑骨架,但相变引起的泄漏和网络结构的脆性是制约其应用的关键问题。在此,我们提出了一种双脉冲电镀的强化策略,用于制备铜@石墨烯气凝胶(Cu@GA)作为相变储能骨架材料。这一结构设计中,石墨烯气凝胶上的石墨烯片层上均匀地镀上了铜层,且不同片之间被铜镀层所连接。这种铜增强石墨烯气凝胶网络结构赋予复合材料良好的导热性和坚固的骨架稳定性,有利于增强相变换热和抑制相变过程中的泄漏。此外,通过真空浸渍法将十八胺(ODA)封装在Cu@GA骨架中,获得了结构稳定性高、泄漏率低的复合相变材料(Cu@GA/ODA),保证了ODA在Cu@GA骨架材料中的均匀分散和填充。通过比较复合相变材料的重量变化,研究了不同骨架对复合相变材料泄漏率的影响。优化后的复合相变材料(CPCM)Cu@GA/ODA经20次储热、放热循环后,泄漏率降低至19.82%(w,质量分数),而GA/ODA和GOA/ODA为骨架的复合相变材料的泄漏率分别为80.31%(w)和72.99%(w)。为了探讨这种影响的原因,用扫描电子显微镜(SEM)观察了循环后骨架的形貌。铜/石墨烯气凝胶(Cu@GA)骨架材料没有明显的收缩或坍塌,仍可以保持完整的三维网络结构,而氧化石墨烯气凝胶(GOA)和石墨烯气凝胶(GA)的骨架材料三维结构不复存在,且在氧化石墨烯/石墨烯片能够观察到明显的裂隙。铜涂层可以提高骨架的微观结构稳定性,有利于提高结构稳定性,降低复合材料的泄漏率。同时,该研究为构建理想的金属增强石墨烯气凝胶复合骨架材料铺平了新的道路,该复合材料具有优异的综合性能,可用于未来的相变储能、多孔微波吸收和储能应用。

一种高速破片加载装置设计与实验研究

设计一种破片高速加载装置,通过延长身管长度、加大药室装药量提高破片速度;提出采用模拟破片考核破片高速加载装置,组建了模拟破片速度测量系统,针对3种破片工况分别展开了速度测试实验。结果表明:该装置可以将15 g破片加载到2164 m/s,且破片速度稳定,可以满足靶场测试需求,验证了该装置的有效性和实用性。

基于CoNi-双金属氢氧化物//AC非对称超级电容器的构筑（英文）

以高电容特性的CoNi-LDH作正极,活性炭作负极,6 mol/L KOH溶液为电解液构筑CoNi-LDH/AC非对称超级电容器。由于这两种材料在同一种电解液中发生可逆循环时对应的电化学电势范围不同,因此通过组合这两种电极材料可以有效地解决对称电容器工作电压低的问题。用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对其电化学性能进行研究。结果表明,所组装非对称电容器在碱性水系电解液中,其工作电压可以达到1.5 V。通过比较它与基于两种电极材料对称电容器的能量密度-功率密度曲线可以看出,非对称电容器的性能有了很大提高,在功率密度为102.3 W·kg^(-1)时,其能量密度可以达到46.3 Wh·kg^(-1)。

氧化石墨烯/酚醛树脂基泡沫炭的制备和隔热性能研究

针对新型轻质高效和结构稳定的高性能隔热材料在航空航天领域的应用需求,以热塑性酚醛树脂为原料,引入氧化石墨烯(GO)进行改性,然后采用液相低压发泡/炭化工艺制备氧化石墨烯/酚醛树脂基泡沫炭(PCF)隔热材料。采用扫描电镜(SEM)、热分析仪、压汞仪和激光脉冲导热仪,对GO/PCF的结构及性能进行了测试与表征。结果表明:添加GO合理的质量含量是1.0%,添加量过大时,GO会团聚,影响泡沫炭的孔结构和微观结构,导致泡沫炭强度和体积密度下降,热导率上升;GO的适量引入可改善酚醛树脂的热稳定性,相对于未改性样品,1.0%GO/PCF的热解温度及热稳定性提高,残碳率提高5%;分散均匀的GO在酚醛树脂中形成三维多孔网状结构,具有良好的气流传热和辐射传热抑制效果;1.0%GO/PCF的体积密度为0.20 g/cm^(3),结构致密,热导率仅0.05 W/(m·K),具有优异的隔热性能。

动爆杀爆战斗部破片场计算

针对杀爆战斗部动爆试验破片场毁伤威力考核,为了找出最佳终点弹道参数,采用射击迹线法结合破片运动过程的方法计算了动爆时破片在地面的分布场,统计试验靶板上的破片数目,依据目标毁伤准则,筛选出能够有效毁伤的最远及最近靶板位置,以平滑连接方式将其围成大圈和小圈,两圈内的面积即为有效杀伤面积,计算出等效杀伤半径。通过该计算方法可计算不同终点弹道参数下的等效杀伤半径,并寻优找出最佳终点弹道参数,为战斗部动爆试验提供数据支撑。

建筑外墙防渗漏施工技术的防治措施

在社会发展越来越快的今天,高层建筑越来越多,本身所要阐述的是对于建筑外墙如何进行防渗漏,目前来看,这防渗漏施工技术仍然是整个建筑行业需要注意和完善的问题。

功能化石墨烯片的表面性能调控

以氧化石墨为前驱体,采用真空辅助热膨胀法在低温下即获得功能化石墨烯片。将所得石墨烯在不同温度下热处理,制备了表面化学结构不同的石墨烯片,并用透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱等方法对样品进行分析表征。结果表明,还原氧化石墨烯片中含氧官能团的种类和数量均随热还原温度的升高而减小。

退火温度对柔性石墨烯薄膜力学性能的影响（英文）

通过抽滤法制备出氧化石墨烯薄膜,然后分别将其在1 300、1 400、1 500、1 600、1 700℃下进行炭化得到石墨烯薄膜。石墨烯薄膜的微观结构使用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼、X射线衍射光谱等仪器进行表征,其拉伸强度和断裂伸长率也随着退火温度发生了变化。当石墨烯薄膜在1 500℃进行退火时,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到了最大值,为22.41 M Pa和2.44%,这可能是由于1 500℃时,石墨烯表面产生了更多的物理锁合位点。关于石墨烯薄膜退火温度-结构-机械性能之间的关系的研究,有望为石墨烯薄膜在实际应用中性能的优化提供理论指导。

热膨胀石墨烯表面化学镀纳米镍

以热膨胀还原所制石墨烯为载体,采用超声辅助-化学镀法制得石墨烯担载Ni纳米复合材料。利用X射线衍射仪和透射电子显微镜和能谱仪分析其微观结构及元素组成,研究其化学镀镍的反应机理。结果表明,随施镀时间的延长,Ni纳米颗粒以Pd为自催化活性中心,逐步附着在石墨烯表面上,并随Pd纳米颗粒的分布情况而富集在石墨烯边缘及皱褶区域;Sn纳米颗粒对化学镀镍贡献较小,以致化学镀镍后仍有部分残留。可见,在石墨烯表面进行化学镀镍时,Pd对Ni纳米颗粒的生长成核起定位和催化作用。

提升400VMCC低电压穿越能力的研究与实践

分析了某大型燃煤机组400V MCC低电压故障的典型案例及原因。通过比较2种提升400VMCC低电压穿越能力方法的优缺点,采用具备自动重启动和低电压检测功能的智能型电动机保护控制装置的改造方案,完善了400VMCC保护的配置。改造方案实施后,400VMCC能可靠地实现低电压穿越。

石墨烯泡沫的制备及柔性储能应用研究

通过Hummers法制备氧化石墨(Graphite oxide,GO),以三聚氰胺甲醛微球(MF)为模板经高温退火得到石墨烯泡沫。采用SEM、FT-IR、XPS、XRD、BET和元素分析等手段对石墨烯泡沫的形貌、组成以及结构进行了表征,将石墨烯泡沫用于超级电容器测量其电化学性能。SEM结果表明高温煅烧后,R-MF/GO仍可保持良好层状结构,并出现中空球状形貌;FT-IR、XPS及元素分析结果表明800℃退火下,GO中大部分含氧官能团被脱除,C/O原子比达到18.14,且掺杂氮的原子分数为11.5%左右。经过研究不同温度、浓度对石墨烯孔结构和组成的影响,发现MF与GO质量比为15∶3,退火温度为800℃时得到的泡沫比表面积最大,为128.67m2/g。同时,R-MF/GO用于超级电容器时性能最好,电容值可达121F/g。

3D石墨烯在热管理及电磁防护应用中的研究进展

由于石墨烯粉体在复合材料应用中存在易团聚和低利用效率问题,构建3D石墨烯引起了研究人员极大的关注。同时,3D石墨烯本身具有许多优点,例如多孔结构、轻质、高导热、高导电性等,因此,它被广泛应用于热管理和电磁防护领域。为了全面理解3D石墨烯的研究进展,在本文中,我们详细地介绍了各向同性和各向异性3D石墨烯的制备策略。然后,从热界面材料、相变材料、电磁屏蔽材料、微波吸收材料等不同的应用角度全面综述了3D石墨烯的最新研究进展。最后,讨论了3D石墨烯在研究中存在的问题,并展望了未来研究热点和发展趋势。该综述能够为3D石墨烯在5G电子设备散热和电磁防护材料开发方面提供新视野。

石墨烯及其衍生物在含能材料中的应用研究进展

含能材料具有高能高热、瞬时释放的特点,被广泛用于炸药、推进剂、烟火等领域,但其安全性和燃烧特性是限制其应用的两个关键因素。石墨烯及其衍生物(氧化石墨烯、硝基化石墨烯和氟化石墨烯等)具有高比表面积和优异的导热、导电等性能,在改善含能材料的安全和燃烧性能方面展现出较大的应用潜力。文章首先介绍了石墨烯及其衍生物在提高安全性能的最新研究进展,主要探讨了石墨烯、氧化石墨烯、硝基石墨烯和氟化石墨烯对降低含能材料敏感性的影响;然后,综述了石墨烯及其衍生物对含能材料燃烧性能的催化作用;最后对今后石墨烯在该领域的应用前景进行了展望。