低表面能改性聚丙烯酸酯的合成及防污性能研究

目的制备环境友好型的海洋防污涂料,即低表面能海洋防污涂料。方法以含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)和含硅单体γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性单体,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,通过自由基共聚合制得氟硅改性的聚丙烯酸酯树脂层,采用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法,分别对改性聚丙烯酸酯树脂的化学结构和热性能进行了分析表征。通过对改性聚丙烯酸酯树脂涂层的扫描电子电镜(SEM)分析、接触角测试、表面能计算、附着力测试、耐酸碱测试,防污性能测试等,探讨了FMA和KH570含量对树脂涂层性能的影响。结果当FMA、KH570的含量分别为15%、10%时,树脂涂层的接触角达到112.0°,表面能低至18.425 m J/m^2,附着力达到1级,具有良好的防污性能。结论氟单体和硅单体单独参与共聚改性均具有降低聚丙烯酸酯树脂表面能的作用,而氟单体和硅单体共同改性聚丙烯酸酯对树脂涂层表面能的降低更显著,可作为一种很有潜力的海洋低表面能防污涂料。

火星车低密度纳米气凝胶隔热材料制备及性能研究

火星存在平均压力约600 Pa的CO2气体环境,以及最低温度约–123℃的温度环境,超轻质、高效隔热材料是火星车热控系统的关键性材料,保证内部电子元器件正常工作。气凝胶材料是目前大气环境下导热系数最低的固体材料,是火星车最佳的保温隔热材料方案。针对我国火星车应用需求,研制了密度小于30 kg/m3的低密度纳米气凝胶隔热材料,研究了低密度气凝胶的制备、复合材料的制备、超临界CO2干燥以及低密度气凝胶复合材料机加等制备过程,并表征了材料的热物理性能、真空挥发性以及热循环、热真空等空间热环境下的性能,表明低密度纳米气凝胶隔热材料在火星环境下具有良好的结构稳定性和隔热性能稳定性,可满足空间探测的应用需求。该材料具有良好的机加性能和优异的隔热性能,它的火星大气下室温导热系数为0.0066 W/(m·K),实现了在我国火星车上的工程应用。

低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11 kg/m^3的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25 kg/m^3和38 kg/m^3的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明:相比于密度更大的气凝胶材料,11 kg/m^3低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40 kg/m^3的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。

低密度气凝胶复合材料的火星环境适应性研究

针对航天器的使用要求,研制了密度≤30 kg/m3轻质高效的二氧化硅气凝胶复合材料。针对深空探测的应用环境,对低密度气凝胶复合材料在不同条件下的热导率、热循环、热真空和电离总剂量等环境试验进行测试。结果表明,低密度气凝胶复合材料服役温度可达到-145~85℃,在1 kPa CO2气氛下热导率可达到6.6 mW/(m·K)。获得了不同气氛和不同温度条件下以及同种气氛、不同压力条件下低密度气凝胶复合材料的热导率变化规律,并测试批次性材料热导率,结果表明批次热导率稳定性良好。热循环、热真空和电离辐照试验前后热导率和尺寸收缩率均未变化,表明低密度气凝胶复合材料在深空环境下保持良好的结构和稳定的隔热性能。

低密度气凝胶的高温结构变化及其耐温性研究

以正硅酸乙酯为原料,采用二步法制备了密度为30 kg/m^3的二氧化硅低密度气凝胶块体材料。将低密度气凝胶分别在100、400、600、700、800、900、1 000℃下处理后,使用扫描电子显微镜(SEM)、氮吸附等手段表征高温下低密度气凝胶微观结构变化趋势,并与同等条件下处理的密度为100 kg/m^3气凝胶的比表面积进行对比。结果表明:在处理温度超过700℃后,低密度气凝胶比表面积出现明显下降,纳米多孔结构出现收缩和坍塌,因此其高温耐受温度为700℃。虽然密度为30 kg/m^3的二氧化硅气凝胶材料具有更为纤细的网络结构和更高表面活性的纳米组成颗粒,但是由于高温下纳米颗粒反应收缩程度大于纳米颗粒尺寸效应,其表现出与100 kg/m^3密度的气凝胶材料相同的耐温性。

聚酰亚胺气凝胶及其薄型复合材料的制备和性能研究

航天器和尖端武器等领域对热导率低且柔性可弯曲的高性能隔热材料需求迫切。典型的二氧化硅基、氧化铝基和碳基等无机质气凝胶隔热材料因力学性能差、脆性大且不可弯曲等缺点无法满足狭窄空间及弯曲型面的隔热需求。相比无机气凝胶,聚酰亚胺(PI)气凝胶具有良好的力学性能和柔韧性能,同时具有低热导率特性,使其在柔性隔热材料方面具有广阔的应用前景。本工作采用溶胶-凝胶法,利用超临界干燥技术研制了聚酰亚胺气凝胶及其复合材料。研究表明:PI气凝胶的密度低至0.032 g/cm^(3),热稳定性能优异,热导率为0.0258 W/(m·K);PI气凝胶薄型复合材料的热导率为0.0230 W/(m·K),与无机气凝胶复合材料隔热性能相当,并表现出良好的柔性特点。本研究还首次报道了薄型柔性PI气凝胶复合材料。

星载大口径反射器组件双向调节低应力装配胶接技术

大口径高精度反射器天线是夺取制信息权和制天权卫星的核心单机,其性能直接影响到数据反演的精度和准确度。大口径高精度反射器的性能核心指标在于反射面成型精度及反射面型面精度稳定性两方面,目前大口径高精度反射器研制的精度指标仍存在不稳定问题。文章提出了一种型口径大于1.5 m的星载大口径高精度反射器的低应力胶接装配技术。通过设计一种双向自由调节装置,保证反射器本体型面自由支撑状态下,通过调节背部接口,完成组件装配,最大限度降低反射器本体型面受力,降低反射器组件装配过程受力对型面精度的影响,确保反射器成型型面的高精度成型,实现反射器组件的低应力胶接装配。最终产品型面精度相较于本体精度,仅降低了不到0.012 mm r.m.s,相较于传统大口径高精度反射器胶接装配型面精度损失达0.03 mm r.m.s以上,该技术方法对高精度反射器成型具有显著提高。

说明文也是学生素质教育的基地

升入了八年级,学生们开始学习说明文阅读及写作。应该说将说明文安排在八年级是恰当合理的。这个年龄段的学生已经涉猎了生物、地理、物理学科、已经初步建立了自然科学的知识体系,初步掌握了科学的认知方法,在认知能力上已经开始了从感性到理性的过渡,他们对世界的认识已经从身边的生活扩展到微观世界,或茫茫宇宙。他们对世界的好奇心和丰富的想象力使他们成为世界上最富想象力和创造力的人群。创造力就是竞争力。