磷酸改性酚醛树脂的结构与耐热性能

通过用磷酸对酚醛树脂进行改性,得到一种改性酚醛树脂。采用红外光谱、差热分析和热重分析等技术对酚醛树脂改性前后的结构和耐热性进行考察,并通过测试试样的拉伸剪切强度和抗压强度对改性酚醛树脂的力学性能进行评价。结果表明:经磷酸改性后,在酚醛树脂分子中引入了键能较高的P—O—C和P=O键,使酚醛树脂形成了热稳定性较高的杂环结构并提高了树脂的芳香性,降低了树脂在高温下的分解量,从而使其耐热性和力学性能得到改善。

新型改性双氰胺固化剂对环氧树脂的固化行为研究

用苯肼对双氰胺进行改性,合成得到一种新型改性双氰胺固化剂LB-A,探讨了LB-A对环氧树脂的固化行为及反应机理。红外光谱和X射线衍射分析表明,苯肼对双氰胺进行改性后,破坏了双氰胺的规整结构和强结晶性,从而较好地解决了双氰胺与环氧树脂混溶性不佳的问题,并且分子中引入了更多的活泼基团,提高了其与环氧树脂的反应活性。差热分析研究结果表明,相对于双氰胺固化E-44环氧树脂的固化条件(160～180℃/20～60min),LB-A固化环氧树脂的固化温度显著降低,其在110℃/40min或90℃/5h就可以使E-44完全固化,且固化物具有很好的力学性能。

表面镀Ni碳纤维增强Cu基复合材料的制备和表征

为提高碳纤维/铜(Cf/Cu)复合材料中Cf与Cu基体的结合强度,通过电化学法在Cf表面沉积一层约1μm厚的Ni镀层,进而沉积厚约6μm的Cu镀层,将镀覆Ni-Cu复合镀层的短纤维复合丝在800℃、20MPa下利用放电等离子烧结(SPS)制备镀镍碳纤维增强的铜基复合材料(Cf/Cu(Ni)),并与相同烧结工艺下制备的相同碳纤维体积分数的Cf/Cu复合材料进行对比。利用XRD和SEM分别研究了碳纤维表面Ni镀层的物相及表面形貌,用附带EDS的SEM研究了Cf与Ni-Cu复合镀层断面、Cf/Cu(Ni)复合材料表面及断口形貌,采用电子式万能试验机研究了未经修饰的碳纤维、镀Ni碳纤维、镀Cu碳纤维和Cf/Cu(Ni)以及Cf/Cu复合材料的拉伸性能。结果表明,镀Ni碳纤维复合丝的拉伸强度略高于未经修饰的碳纤维,断裂伸长率则略低于未经修饰的碳纤维,拉伸过程中Ni镀层无剥离,这与其表面Ni镀层和Cf的结合强度较高有关。Cf/Cu(Ni)复合材料呈塑性断裂,力学性能明显优于Cf/Cu复合材料,拉伸强度提高20%以上。

CVI法制备C/C复合材料的温度梯度

温度梯度CVI法可在碳纤维预制体内部实现热解碳由高温区域向低温区域的顺序沉积,是快速、低成本制备C/C复合材料的一种有效途径.通过设计变径螺旋感应线圈,可实现被加热工件轴向及径向的温度梯度.变径螺旋感应线圈加热圆柱状石墨试样温度场实测结果显示:沿轴向温度呈线性变化,径向温度场呈"浅盘状"分布.以碳毡为预制体在变径感应线圈中用CVI法制备C/C复合材料,沉积46h后,高温区材料密度从0.08g·cm-3增加到1.487g·cm-3,低温区密度增加到0.398g·cm-3,说明碳毡预制体内热解碳发生了顺序沉积,可实现快速致密化.

化学液相沉积温度对C/C复合材料致密化行为及显微结构的影响

化学液相沉积法(简称CLVD)是一种快速致密C/C复合材料的有效工艺.利用自行研制的沉积装置,以碳毡为预制体,研究了其在不同工艺下的致密化行为.并对复合材料的密度、孔隙率、致密化速率及显微形貌与结构进行了分析.结果表明:自行研制的沉积装置可实现C/C复合材料的快速制备,在1 050℃下经1h沉积后制备出密度近1.6g/cm^3的C/C复合材料,致密化效果显著.沉积的热解碳以碳纤维为轴形成同轴层状结构,沉积温度升高,致密化速率加快,热解碳由光滑层向粗糙层过渡,并向有序的石墨结构进行转化.

液相汽化TG-CVI法制备C/C复合材料的组织和性能

为了提高C/C复合材料的致密化速率,本研究以环己烷为碳源前驱体、普通碳毡为预制体,设计了前驱体蒸发与热解碳沉积一体的沉积装置。采用液相汽化TG-CVI法快速制备C/C复合材料,并对复合材料进行2000℃下保温2 h的高温热处理。采用偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪表征了复合材料的显微组织、断口形貌、物相结构及晶化程度,并采用万能试验机测试复合材料的抗弯强度。结果表明,初始密度为0.14 g/cm^3的环形预制体在温度为1000℃及压力为20 kPa下沉积20 h后,其平均密度可达1.65 g/cm^3;液相汽化TG-CVI的致密化速率为0.0755 g·cm^-3·h^-1,较传统ICVI提高了近一个数量级;复合材料的组织均为粗糙层热解碳,弯曲强度约为63.24 MPa,断裂形式为假塑性断裂。复合材料经2000℃下2 h热处理后,C(002)层间距显著减小,微晶由乱层结构向理想石墨转化,具有较高的石墨化度。

定向气流TG-CVI法快速致密化盘状C/C复合材料工艺

C/C复合材料因其特异性能在航空航天、武器装备等领域得到了广泛应用.但其制备过程中致密化周期很长导致成本居高不下,限制了C/C复合材料在众多领域的应用.采用定向气流温度梯度气相渗透(TG-CVI)快速致密化方法制备盘状C/C复合材料,并对其致密化行为和致密化工艺进行研究.结果表明:定向气流TG-CVI法能有效抑制气相沉积过程中C/C复合材料表面"结壳"现象,实现盘状C/C复合材料的逐层快速致密化,是制备盘状C/C复合材料较为理想的工艺.在1 080℃下,只需沉积67 h,C/C复合材料的密度就可达到1.8 g/cm^3,热解碳结构全部为粗糙层结构(RL).

拉伸速率对碳纤维单丝拉伸性能的影响

碳纤维单丝直径通常小于10μm,拉断载荷很小,其拉伸试验有别于常规材料.测定了T300-12K碳纤维单丝的拉伸性能,考察了拉伸速率对拉伸性能的影响.结果表明:随着拉伸速率提高,碳纤维单丝拉伸强度明显增大,拉伸强度由拉伸速率为0.1mm/min时的2 699MPa增加到10mm/min时的3 464MPa;表观弹性模量略有增大,大致呈线性规律增加,由拉伸速率为0.1mm/min时的186GPa增加到10mm/min时的209GPa;断裂伸长率随拉伸速率变化不大.

定向脉冲气流TG-CVI法致密C/C复合材料工艺及性能

以液化气为碳源前驱体,氮气为稀释气体,采用定向脉冲气流TG-CVI法,对初始密度为0.14 g·cm-3的普通碳毡进行致密化处理.研究在不同试验条件下C/C复合材料的致密化过程和密度分布,借助偏光显微镜观察其微观组织,扫描电子显微镜观察其断口形貌,采用三点弯曲法测定C/C复合材料的抗弯强度.结果表明:在热端温度为1080℃、脉冲压力为-3~0 kPa的条件下,经70 h致密化,C/C复合材料的表观密度可达1.836 g·cm-3,且密度分布均匀;组织为粗糙层(RL)和光滑层(SL)的混合型组织;试样断口形貌呈渐变的锯齿状分布,纤维以拔出为主,表现为假塑性断裂特征,抗弯强度为83.91 MPa.

硝酸-超声协同改性碳纤维及其增强复合材料研究

通过硝酸氧化和超声处理相结合的方法,对碳纤维表面进行了成功改性。研究了改性处理温度、超声时间等对碳纤维的微结构、相结构、化学结构以及表面元素含量等的影响。结果表明:随着硝酸-超声处理温度的升高和处理时间的延长,碳纤维的结晶度提高、表面变得更加粗糙,而碳纤维表面的含氧官能团数量、活性基团含量逐渐增加,从而使得碳纤维与环氧树脂间的浸润性、反应性、机械锚合作用和结合力增大,最终使改性碳纤维增强的复合材料的力学性能得以显著提高,其中拉伸强度和弯曲强度分别提高了约12%和46.2%。

京秀葡萄日光温室栽培丰产技术

京秀葡萄属欧亚种,1998年引入山东莱芜.2001～2004年在山东省莱芜市农业科学技术研究所的核心示范园进行日光温室栽培试验,表现良好,其果穗大,圆锥形,果皮鲜红色,平均穗重600g,最大穗重1500g,粒重9g,大粒达17g,可溶性固形物16%,风味佳.成熟期4月下旬,商品价直较高,现将试验结果总结如下.

真空吸注法制备C/SiC摩擦材料及其性能

以针刺碳毡为预制体,将成品SiC粉末、酚醛树脂机械搅拌成混合浆液,采用真空吸注法制备C/SiC摩擦材料,测定了不同SiC含量摩擦材料的致密性,利用销盘式摩擦磨损试验机研究了不同接触载荷工况下C/SiC摩擦材料的摩擦磨损性能,并采用USB电子显微镜观察其表面磨损形貌。研究结果表明:C/SiC复合材料的磨损率随着SiC含量的增加呈先减小后增大的变化趋势,其摩擦系数呈增加趋势,但随着接触载荷的增加其磨损率、摩擦系数均呈现先减小后增大的变化趋势。综合比较,当SiC含量为25%时,其复合材料的致密性、摩擦性能最好,磨损率为2.3×10^(-7)g·N^(-1)m^(-1),摩擦系数为0.42,密度达到1.28g/cm^3。

碳纤维类材料用于电芬顿体系电极的研究现状

电芬顿技术作为先进氧化技术的一种,基于电化学原理间接性地产生·OH自由基,可以高效快速地去除水中的有机污染物。碳纤维类材料因其比表面积大、密度低、耐腐蚀等优点而被常用作电芬顿体系的电极材料。本文首先介绍了电芬顿技术的基本原理,对近年来碳纤维类材料用于电芬顿电极的研究现状进行了归纳总结,分析了碳纤维材料用于电芬顿电极时的改性手段及应用方式。着重分析了其用于电芬顿阴极时的改性机理与改性方式,并指出了其应用优势与局限性。同时也对碳纤维类材料在电芬顿阳极的应用进行了总结。最后,针对碳纤维类材料用于电芬顿体系时的产业化问题、能耗问题、电极的多功能化等问题进行了分析和展望,为碳纤维类材料应用于电芬顿体系的深入研究提供参考。

两种石墨毡阴极在E-Fenton体系中的应用研究

分别以聚丙烯晴(PAN)基石墨毡(GF)和粘胶基石墨毡为固体催化电极,通过不同阴极电位下电化学生成H2O2的浓度表征2种电极氧还原反应(ORR)的活性,考察了在最佳电位下,2种电极对亚甲基蓝(MB)的降解效果。利用扫描电镜(SEM)、视频光学接触角测量仪、X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱表征2种石墨毡的表面结构和石墨化程度,利用电化学阻抗测试(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)分析2种石墨毡的电化学性质。结果表明,石墨化程度较大的粘胶基石墨毡表面惰性强,降低了氧活性物质的积聚,阻碍了ORR的进行。而PAN基石墨毡具有更大的电活性面积,从而有利于ORR的发生。在溶液pH为3、Fe^(2+)浓度为0.3 mmol/L、外加电位为-0.85 V、氧气流量为300 mL/min条件下,90 min时PAN基石墨毡的H2O2产量可达160.7 mg/L,对100 mg/L亚甲基蓝的矿化率为58%。

炭纤维增强层状热解炭/碳化硅基复合材料的制备及性能研究

以普通炭毡为预制体,在炭纤维表面经多次反复沉积热解炭(PyC)和碳化硅(SiC)层,最终制备出炭纤维增强层状PyCSiC炭/陶复合材料。对复合材料微观结构、物相组成及断裂行为进行分析,结果表明:靠近炭纤维周围的层状PyC-SiC复合材料厚度均匀、致密,层状结构清晰,远离炭纤维处层状结构难以分辨;结合三点弯曲载荷-位移曲线及SEM断口形貌可以判断复合材料断裂方式为阶梯型断裂,裂纹在层间界面发生了明显的偏转,炭纤维增强层状PyC-SiC复合材料的韧性得到明显提高。

表面处理对碳纤维及其复合材料性能的影响

用去离子水超声、浓硝酸浸泡、浓硝酸超声等对碳纤维进行表面处理,研究了表面处理对碳纤维的微结构、表面化学组成、相结构、复丝拉伸强度、以及改性碳纤维增强环氧树脂复合材料的结构和力学性能的影响。结果表明:硝酸氧化和超声处理对碳纤维表面进行了有效改性,其中硝酸处理使碳纤维表面粗糙度和含氧官能团数量显著增大,超声处理使碳纤维获得良好的分散性并使碳纤维比表面积和含氧官能团增加。硝酸氧化与超声空化相结合强化了碳纤维表面的氧化和刻蚀作用,从而增强了碳纤维与树脂基体界面之间的"机械锚定"和化学键合作用,使碳纤维与树脂之间的界面结合强度得以有效提高,从而显著提高了复合材料的力学性能。