核壳型碳纤维毡@聚苯胺复合材料的制备及其介电性能

使用原位化学氧化聚合的方法,以碳纤维毡(CFF)为骨架,在碳纤维表面生长聚苯胺(PANI),获得具有核壳结构的CFF@PANI复合材料,随后使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对其进行封装。研究反应条件对复合材料结构和性能的影响。结果表明,PANI能够均匀地包裹在碳纤维表面,使CFF的颜色由黑色变为深绿色;接触角和表面能分析结果表明尽管表面生长PANI并未对CFF产生显著影响,但使用PDMS封装后可以大幅度降低材料的表面能;借助多界面结构和界面效应,核壳结构明显提升了材料的界面极化和偶极极化,导致复合材料具有更高的介电弛豫现象,并显著提高了电容和电容压敏效应。

铜纤维毡的模板-热还原法制备及二氧化碳电还原性能

为了研究人工碳纳米材料模板对铜纤维毡制备及结构的影响,应用模板-热还原法,以3种碳材料为模板,通过优化前驱体中CuCl_(2)·2H_(2)O与模板的质量比尝试制备铜纤维毡。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量色散谱仪分析了试样的结构和化学组成。结果表明,石墨烯可发挥模板作用,得到橙红色厘米级铜纤维毡,铜纤维毡中铜纤维的直径约5μm,且铜纤维表面分布亚微米级台阶。将铜纤维毡制成自支撑电极,应用在线气相色谱仪和核磁共振波谱仪评价了铜纤维毡的CO_(2)电化学还原性能。相对于泡沫铜,铜纤维毡作为CO_(2)电还原反应的催化剂,展现了对甲酸生成较高的选择性。

活性炭纤维毡填充纬向管状凸起织物的设计与试织

为了进一步拓展活性炭纤维在纺织品中的应用,本文采用填芯法和织造法相结合的方法,设计开发了活性炭纤维毡填充纬向管状凸起织物。文章主要从原料选择、织物组织设计、穿综设计、织造工艺参数、织物试织等方面介绍有关内容及关键点,并通过对4种不同组织设计方案对比分析比较,得出最佳设计方案。结果表明:利用不同颜色的涤纶线巧妙搭配,结合平纹基础组织、双层组织及平纹小提花组织等,采用人工双轴织造、控制适当的经纱张力、打纬力,将制成的活性炭纤维毡炭包填充到纬向管状里,从而开发出配色和谐、外观新颖独特、管状成形立体效果良好的活性炭纤维毡填充纬向管状凸起织物。此织物主要应用于家用装饰纺织品,具有净化空气和除味等功能,对开发功能性纺织品具有一定的指导意义。

MnO_(2)@ACFF中间层强化高载量硫电极性能稳定性作用

为提高碳材料对聚硫化物的吸附能力,将MnO_(2)原位化学沉积于活性碳纤维炭毡(ACFF)的碳纤维表面,得到了聚硫化物吸附强化的多孔导电材料(MnO_(2)@ACFF)。将其作为中间层设置于隔膜和硫电极之间,有效控制了高载量硫电极的聚硫离子穿梭,提高了活性物质利用率和库伦效率,降低了电极极化和电化学反应阻抗,提高了电极循环稳定性,避免了锂硫电池的突然失效。在2 mA/cm^(2)的电流密度下,载硫量为15 mg/cm^(2)的硫电极经过350次充放电循环仍保有430 mA·h/g的比容量。提高硫电极载硫量虽然使电极的循环稳定性下降,但载量为20 mg/cm^(2)和30 mg/cm^(2)的硫电极0.1 C下经过100次循环,仍分别保有736 mA·h/g和446 mA·h/g的比容量,比容量保持率为65%,而且面积比容量和面积比能量也能分别保持64%和42%,高于当前锂离子电池的面积比容量和面积比能量。

层叠式预氧化机

介绍了一种新型沥青基碳纤维预氧化机及其层叠式网链结构。层叠式预氧化机的网链在高度方向层叠后,能大大缩短设备长度,降低厂房和设备的投资成本,减小设备的散热面积,降低设备运行成本。

活性碳毡电路屏(直立碳纤维)/树脂复合吸波材料

研究了含活性碳毡电路屏和直立碳纤维吸波复合材料的微波吸收特性。结果表明：含碳毡电路屏吸波材料的吸波性能与电路屏的种类（感性、容性）和尺寸密切相关。含感性屏的吸波材料，当毡条间距、宽度分别为7mm、5mm时，材料在整个雷达波段（8～18GHz）有-10dB以下的反射衰减。含容性屏的吸波材料，随电路屏中碳毡块间距和边长的减小，吸波性能提高。含直立碳纤维材料的吸波性能与纤维间距有关，间距为4mm时可获得有效带宽7．6GHz的吸波材料。用分块设计的思想设计吸波材料，可提高其吸波性能。分块中心对称的感性电路屏（毡条宽5mm，间距10mm）和直立碳纤维（间距8mm）混杂吸波体在11．8～18GHz频带内有低于-20dB的反射衰减，最大吸收峰值-30dB。

两种针刺纤维性能与成型性分析

研究了2种适合针刺炭预制体纤维——预氧丝纤维和炭纤维的性能,并对比了2种纤维成网性能和针刺性能的差异。预氧丝纤维炭化后拉伸强度为2 000 MPa,低于炭纤维(≥3 000 MPa)。预氧丝纤维单丝断裂延伸率是炭纤维的4倍,针刺Z向纤维平均长度8～15 mm,是炭纤维的3～4倍;3K炭布/预氧丝网胎针刺预制体Z向剥离强度达到0.594MPa,而3K炭布/炭纤维网胎针刺预制体剥离强度为0.128 MPa。炭纤维网胎针刺预制体热处理过程尺寸稳定,可满足高强度薄壁C/C复合材料构件的使用要求。预氧丝网胎针刺预制体层间连接紧密,适合制备厚壁C/C复合材料部件,整体性能优越。

碳毡/铜复合材料的摩擦磨损特性研究

本文研究了用电沉积法制备的碳毡／铜复合材料的摩擦磨损特性。研究结果表明，在干摩擦条件下，复合材料的耐磨性主要与摩擦副间维持连续有效碳膜时间的长短有关，该时间取决于碳毡纤维的体积分数。在油润滑条件下，碳毡／铜复合材料的耐磨性与复合材料的硬度及纤维弯曲和破断所消耗能量的多少有关。在这两种条件下，复合材料的耐磨性均明显优于常用耐磨铜合金ＺＱＳｎ６－６－３。

吸收剂含量对结构吸波材料吸波性能的影响

用实验和理论计算研究了碳黑、铁氧体含量对碳纤维毡／环氧树脂结构吸波材料吸收性能的影响。并由此制得了最大吸收率为－１４．９３ｄＢ、吸收率超过－１０ｄＢ的有效带宽接近雷达的整个工作频率区间的较高性能结构吸波材料，材料的厚度为５ｍｍ，密度为１．２２ｇ／ｃｍ３。

利用碳纤维毡制备结构吸波材料的研究

将经过表面处理的碳纤维毡和环氧树脂复合 ,加入碳黑、金属粉末、铁氧体等填料制备出一种新型结构吸波材料。该材料面密度小于 5 .2 kg/m2 。在 8～ 18GHz波段最大反射衰减为 - 13.37d B,反射率小于 - 10 d B的频率带宽接近于雷达工作的全频带 ,达到了实用水平。

碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用压挤渗透工艺制备了新型碳纤维毡增强铝基复合材料 ,在 MG- 2 0 0 0型高速高温摩擦磨损试验机上考察了其摩擦磨损特性 .结果表明 :碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损特性明显优于基体合金 ;复合材料经历由稳定磨损向严重磨损的转化 ;在稳定磨损阶段 ,复合材料的磨损表面存在由金属氧化物和碳膜共同构成的复合固体润滑膜 。

聚苯胺复合材料的电磁吸波性能研究

本文叙述了以过硫酸胺为氧化剂，在盐酸介质中用化学方法制备聚苯胺粉末的方法以及采用镀镍碳毡与聚苯胺填充环氧树脂复合得到复合材料的过程。并讨论了镍电镀层、碳毡。

炭纤维网胎表面改性

为改善炭纤维网胎的针刺性能,采用二甲基硅油、咪唑啉、水溶性二甲基硅油等表面剂处理炭纤维网胎,按照相同针刺工艺制备试验件。扫描电镜结果表明,二甲基硅油处理后网胎纤维相互粘连,水溶性二甲基硅油处理后的网胎呈疏松状态,纤维表面光滑。3种表面剂处理的针刺试样Z向剥离强度,咪唑林达到0.144 MPa,其余两种达到0.128 MPa。相对于咪唑啉和二甲基硅油,水溶性二甲基硅油可与水以任意比例互溶,且成本低,为理想的炭纤维网胎表面处理剂。

液流电池用PAN碳毡材料的改性

液流电池是实现可再生能源大规模应用的新型绿色二次电池,其中电极材料的性能对于液流电池的实际应用具有重要意义。聚丙烯腈基(PAN)碳毡是液流电池的首选电极材料,为了进一步提高PAN碳毡电极材料的亲水性和电化学活性,近些年有关PAN碳毡的改性研究成为了热点。介绍了液流电池的工作原理及其电极材料,着重介绍了液流电池用改性PAN碳毡电极材料的研究现状,并展望了制备PAN碳毡电极材料的发展趋势。

不同预制体结构炭/炭复合材料烧蚀性能

采用电弧驻点烧蚀实验方法,测试了分别以细编穿刺毡和针刺无纬布整体毡为增强体的2种C/C复合材料的烧蚀率,并用电子扫描显微镜观察了烧蚀表面形貌。结果表明:C/C复合材料的烧蚀由化学烧蚀和机械剥蚀共同控制,以机械剥蚀为主;细编穿刺毡结构C/C复合材料由于Z向纤维束的存在,加速了材料烧蚀表面粗糙度的变化,烧蚀率略高于针刺无纬布整体毡结构C/C复合材料;针刺无纬布整体毡结构C/C复合材料中无纬布层与烧蚀气流垂直,具有良好的烧蚀性能。

加捻和编织工艺对聚丙烯腈基碳纤维电热元件电热辐射特性的影响

测试了几种编织工艺聚丙烯腈基碳纤维及其电热元件的电热性能,并进行了电热辐射机理分析。结果表明:编织工艺对碳纤维(毡)电热体及其电热元件的电热温升、阻温特性、热惯性均有较大影响;采用多股绳编织工艺,可以改善碳纤维电热元件的电热性能,降低其热惯性,同时也可降低电热体自身的表面负荷。编织工艺与电热辐射特性结合,可以实现温度的自我调节,提高碳素电热材料的温敏效应。

活性炭纤维毡对水中六价铬的吸附性能研究

将活性炭纤维毡进行表面预处理后对其进行表征,并采用电感耦合等离子体光谱仪和紫外可见分光光度计在优化实验条件下,研究了活性炭纤维毡对六价铬(Cr6+)的吸附。结果表明,活性炭纤维毡对Cr6+的吸附过程符合二级动力学方程,是一种以物理-化学作用为主的吸附过程;吸附模型符合Langmuir吸附等温方程。使用活性炭纤维毡处理含Cr6+废水效果好,操作简单。活性炭纤维毡可以作为去除水中Cr6+的吸附剂。

炭毡传感特性研究

通过对炭毡进行拉伸、循环加载等试验,研究了其电阻随变形而改变的规律。结果表明:在弹性范围内,拉伸加载时,电阻值呈可逆性增加;卸载时,电阻值则为可逆性减小。炭毡具有良好的电阻-变形敏感性,且有满意的线性度和良好的重复性。炭毡通电处理后,其电阻值更加稳定,在循环载荷下,重复性比未通电前好。炭毡作为一种新型的传感元件,可用于监测工程结构的服役状况。

航空刹车用炭/炭复合材料坯体结构研究进展

综述了国内外航空刹车用炭/炭复合材料坯体结构研究进展。国外主要生产炭/炭复合材料的厂家都拥有自己的坯体制备技术,在坯体结构设计时,除了考虑坯体结构的均匀性外,还根据刹车盘在具体使用过程中所面临的问题对坯体结构和制备工艺不断进行优化设计,并充分利用原材料,降低炭/炭复合材料的制造成本。我国炭/炭复合材料研究单位和生产厂家大都没有自己成熟的坯体制备技术,对坯体结构的研究较少,加强坯体制备技术和炭/炭复合材料研究的密切结合非常迫切。

碳毡电路模拟吸波复合材料的研究

分别研究了含矩形碳毡电路屏和“十”字形碳毡电路屏吸波复合材料的微波吸收特性,并对碳毡电路屏的吸波机理做了初步的探讨。结果表明,碳毡电路模拟吸波材料的吸波性能与电路屏阵列单元的结构和尺寸密切相关。矩形电路屏阵列单元中矩形缝隙的长或宽增大,材料的吸波性能提高;矩形缝隙之间的距离增加,材料的吸波性能降低。本实验条件下当矩形缝隙的长、宽和间距分别为24、12和6mm时,材料可获得8.56GHz的有效带宽和-25dB的最大反射衰减。“十”字形电路屏阵列单元中“十”字形缝隙的臂长或臂宽增大,材料的吸波性能提高;“十”字形缝隙之间的距离增加,材料的吸波性能降低。“十”字形缝隙的臂长、臂宽和“十”字形缝隙之间的距离分别为16、8和6mm时,材料的有效带宽7.2GHz,最大反射衰减-26.2dB。