复合矿物材料对模拟核素的吸附研究

采用间歇法研究不同复合矿物材料对模拟核素C s+,S r2+及S r2++C s+混合离子的吸附特征,结果表明:复合材料N系列对C s+吸附量呈线性递减;Z系列的Z1,Z2,Z3对C s+吸附量呈线性增加,而其后基本不变;N 1比Z1吸附C s+效果好。N系列和Z系列对S r2+的吸附分别呈线性递减和递增变化。在S r2++C s+竞争吸附中,低价态的C s+相对单C s+溶液条件下吸附量变小,材料Z1总吸附量最大。

复合矿物材料钝化修复Cd污染土壤的淋滤实验研究

将矿物肥料与人造沸石复配制成复合矿物材料,既有钝化修复,又有全元素补充作用,同时弥补单一土壤修复材料的短板。这里将不同配比的复合矿物材料添加到镉污染的农田土壤,通过淋滤实验探讨了淋滤液中Cd含量变化、Cd淋滤动力学及复配矿物材料配比与Cd淋出量之间的线性关系,以期为重金属污染土壤防治提供借鉴。结果表明:①相较于单一施用矿物肥料(K)或人造沸石(F),二者配施能够显著减少20%~25%Cd淋出量,达到相互增益的效果;②不同配比的淋滤实验中,Cd随时间释放的变化规律进行了动力学方程拟合,发现整个淋滤过程是以粒内扩散为主的多扩散机制控制的过程;③根据Cd日淋出量与不同比例复配矿物材料之间的线性相关,发现第1 d淋滤过程受人造沸石影响较大,第1.5 d~第7 d淋滤过程中矿物肥料起主要作用,第8 d~第18 d淋滤过程受两者相互影响。

纤维增强树脂矿物复合材料的细观力学特性及损伤机理

纤维增强树脂矿物复合材料因优异的力学性能得到广泛应用,但有关材料损伤机理的研究仅停留在宏观层面,较少关注损伤过程中材料的细观力学特性和微裂纹演化规律。针对这一问题,基于颗粒流离散元技术建立了纤维树脂矿物复合材料的细观模型,分析了材料应力-应变曲线的变化规律,揭示了材料的微裂纹萌生扩展机制和其破坏失效形式。结果表明,相比于树脂矿物复合材料,纤维增强树脂矿物复合材料的抗压强度更高,起裂应力和损伤应力更大;骨料颗粒形状对纤维的增强增韧作用影响较小;纤维对树脂矿物复合材料具有增韧阻裂的作用。研究从细观角度揭示了纤维增强树脂矿物复合材料的损伤性能,能够为该材料的推广应用提供指导。

矿物钢塑复合材料与木塑复合材料性能对比研究

对矿物钢塑复合材料板材与传统木塑复合材料进行系统表征,并对外观及微观结构、无机组成成分、热性能和力学性能等进行了对比分析研究。扫描电镜(SEM)结果表明,矿物钢塑复合材料板材的形状规则、无翘曲变形,样品断面较为密实,而木塑板材液氮脆断面存在界面剥离,易发生变形翘曲。红外光谱(FTIR)结果表明,三种板材的基体材料均为聚氯乙烯(PVC)树脂,其特征峰与PVC红外光谱类似。热重分析(TG和DTG)表明,木塑复合材料的热失重速率和质量损失率大于其余两种矿物钢塑,矿物钢塑的热稳定性较木塑复合材料得到了较大提升。随着铸造灰和钢渣的加入,复合材料的弯曲强度和模量均得到了提高,且经铸造灰填充的矿物钢塑力学性能为三者中最高,其弯曲强度和弯曲模量分别为33.0 MPa和4.72 GPa。矿物钢塑复合材料具有优异的热性能、力学性能,作为一种新型绿色环保材料,为我国大宗工业固废的高附加值回收提供一种新的解决方案。

柔性矿物复合材料多尺度结构设计及介电储能提升

由于柔性矿物复合材料优异的介电储能特性,其在介质电容器用复合材料薄膜领域受到越来越多的关注,主要用于混合动力汽车、柔性可穿戴设备等。本文主要围绕多尺度结构设计、介电性能提升等方面综述了国内外柔性矿物复合储能材料在多尺度结构设计下介电性能提升的研究进展。首先分析了柔性矿物复合材料的分类方法及柔性制备工艺;其次以体系的多尺度结构设计为主线,揭示了提高材料介电性能的微观机制;接着在介电性能提升方面围绕提升介电常数、提高击穿场强、降低介电损耗三方面综述了相关的调控策略;最后讨论了体系在高温环境下服役的温度稳定性等亟需解决的问题,同时对现阶段柔性矿物复合储能材料中的热点和发展趋势进行了总结和展望。

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb^(2+)和Cd^(2+)具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg·g^(-1),分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、Pb^(2+)-π和Cd^(2+)-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.

基于分形级配的树脂矿物复合材料骨料尺寸效应研究

作为树脂矿物复合材料的主要受力单元,骨料的级配设计与不同粒径骨料所对应的尺寸效应影响复合材料的整体力学性能。基于粒子干涉理论提出了一种最优级配控制筛孔的确定方法,根据分形理论进行相应的配比调整,形成有效的骨料尺寸效应评价参数。建立了简化的骨料微观应力传递模型,并仿真分析了骨架强度的变化趋势,基于树脂矿物复合材料典型试样的抗压强度测试验证了上述理论的合理性。骨料级配实验结果与仿真分析结果基本吻合,合理地增大骨料粒径在提高材料物理机械性能的同时可有效降低树脂用量。

聚合物矿物复合材料骨料级配研究

在分析聚合物矿物复合材料中骨料作用及选取原则基础上,研究不同骨料级配对聚合物矿物复合材料抗压强度的影响,获得最佳级配值。并通过分析聚合物矿物复合材料中骨料颗粒级配的分形特性,推导出骨料颗粒级配理论计算公式并得到实验结果的正确验证。从而为聚合物矿物复合材料在机床乃至其他领域的实际应用提供理论基础。

PM_(2.5)高效吸附过滤矿物复合材料制备及性能研究

以针叶植物纤维和矿物纤维为原料,采用液态沉积工艺,制备了复合多孔过滤片材料。研究了合成工艺条件对矿物复合吸附过滤材料物化性能及对真实大气中PM_(2.5)过滤性能的影响。当纤维质量比为4∶1、单位面积质量100 g/m^2、厚度为400μm、紧度为0.27 g/cm^3、透气量为220 L/(m^2·s)时,样品可将大气中PM_(2.5)含量由269μg/m^3(六级重度污染),一次吸附过滤后降至26.6μg/m^3(一级优),去除率为90.1%。

混合纤维增强树脂矿物复合材料研究

为了研究作为精密机床床身基础构件的混合纤维增强树脂矿物复合材料的性能,以钢纤维质量分数、丝瓜络纤维质量分数、钢纤维长径比为考察因素,采用正交试验设计方法开展16组钢–丝瓜络纤维混合增强树脂矿物复合材料试件压缩强度与阻尼比测试试验。结果表明,钢纤维质量分数对材料压缩强度的影响最大,丝瓜络纤维质量分数对材料阻尼比的影响最大。随着丝瓜络纤维的添加,试件压缩强度与阻尼比均出现先增大后减小的趋势,当丝瓜络纤维质量分数达到0.1%时,试件的压缩强度为98.095 0 MPa,阻尼比为0.172 7。钢纤维添加量与试件压缩强度呈线性递增趋势,且当钢纤维质量分数达到0.4%时,试件阻尼比达到最大值,为0.170 7,当钢纤维质量分数为0.8%时,试件的整体性能最优。当钢纤维长径比为60时,试件的压缩强度为100.063 0 MPa,阻尼比为0.170 9。混合纤维增强树脂矿物复合材料的最佳组分为:丝瓜络纤维质量分数0.1%,钢纤维质量分数0.8%,钢纤维长径比60。

KH-550对聚合物矿物复合材料力学性能的影响

钢纤维增强聚合物矿物复合材料(SFPMC)中,聚合物基体、钢纤维、骨料和填料组成多相界面,利用KH-550偶联剂改善界面结合状态,进而提高材料力学性能。选取不同长径比和含量的钢纤维制备SFPMC,研究了经过KH-550表面偶联处理和未经KH-550表面偶联处理的钢纤维对聚合物矿物复合材料强度的影响,并分析了KH-550的偶联作用。试验结果表明:与采用未经偶联处理钢纤维的试件相比,采用经KH-550偶联处理钢纤维的试件抗压强度提高显著,最大抗压强度可达110.8MPa,比采用未经偶联处理钢纤维的试件提高了13.68%。

含硼矿物复合材料对1keV,1eV及0.0253eV能量中子的屏蔽性能

以我国辽宁东部地区特有的硼铁矿原矿石、含硼铁精矿、富硼渣为原料,用蒙特卡罗方法研究了不同配比含硼矿物/环氧树脂复合材料对1 keV,1 eV,0.025 3 eV能量慢中子的屏蔽性能及影响因素,并与普通混凝土屏蔽材料进行了对比.结果表明:复合材料对1 keV中子的屏蔽性能随着氢元素质量分数的增加而增加;复合矿物材料对1 eV中子的屏蔽性能主要与复合材料中硼元素的质量分数及氢、硼元素的配比有关;硼元素质量分数是影响0.025 3 eV中子屏蔽性能的主要因素.各配比组成复合屏蔽材料对慢中子的屏蔽性能均强于普通混凝土,有望提高普通混凝土生物防护层对慢中子的防护性能,并为慢中子的屏蔽设计提供依据.

聚合矿物复合材料组分优化与机械性能

聚合矿物复合材料,是由粘结剂包括树脂、固化剂、增韧剂等与矿物质混合而成的复合材料,它具有高阻尼、耐腐蚀、低成本等特点,是制造机械基础件的理想材料.介绍了聚合矿物复合材料的组分优化方法,提出了用正交试验方法进行复合材料的配方优化及结果分析,并总结了组分对该材料机械性能的影响规律.

矿物复合材料机床支承件动静态特性研究

为了研究矿物复合材料的吸振性,针对铸铁和矿物复合材料两种不同材料的床身及立柱结构的固有振动特性,通过模态分析的方法开展了对比研究。首先,通过SolidWorks建立加工中心床身及立柱结构的几何模型,并将其导入ANSYS Workbench中进行模态分析;然后,对床身及立柱结构进行模态实验,得到其模态参数值,利用实验验证了仿真模型的有效性。结果证明,采用矿物复合材料制成的床身及立柱结构,可以提高其固有频率,从而提高了机床的稳定性及加工精度。

树脂矿物复合材料加工中心床身静动态特性的研究

以某加工中心床身为研究对象,分别对由树脂矿物复合材料和铸铁材料制造的加工中心床身进行静动态特性分析。利用ABAQUS软件对两种床身在承受相同载荷条件下的变形进行了分析,研究了两种床身的固有频率和固有振型,并分析比较了是否考虑阻尼特性时两种床身的谐响应分析结果。结果显示:两种材料床身在静刚度接近的情况下,使用树脂矿物复合材料制作加工中心床身能有效提高床身的固有频率,并明显降低床身在受到外界激励时的动态响应。分析结果证明:采用树脂矿物复合材料制作的加工中心床身具有更好的动态特性,用树脂矿物复合材料作为机床床身有其独特的优点。

突出矿物复合材料特色 建设地矿类高校材料化学专业

本文介绍了中国地质大学(北京)材料化学专业的现状,结合笔者多年来的教学经验与科研实践,根据学校实际情况和相关学科建设的经验,对地矿类高校材料化学专业的学科建设与发展提出几点建议,重点提出要突出矿物复合材料特色,以培养满足社会需求的创新型人才。

海泡石矿物含量对海泡石／聚丙烯酸(钠)复合材料吸水保水性能的影响

利用水溶液聚合法制备了海泡石粘土／聚丙烯酸（钠）高吸水保水复合材料，研究了海泡石粘土在0％～10％及20％～150％添加量范围对复合材料的吸水保水、重复吸水及抗电解质溶液性能的影响。结果表明，海泡石添加量在4％和40％～60％范围时，复合材料的吸蒸馏水倍率达到极大值。海泡石添加量大于60％时，复合材料吸水倍率急剧下降。复合材料的保水率随着海泡石添加量的增加而小幅增加；海泡石粘土添加量在40％～60％范围时，复合材料的重复吸水性能比较稳定；复合材料吸蒸馏水的倍率随各电解质溶液离子强度的升高而不断降低，且海泡石粘土添加量高的复合材料对外界溶液离子强度的敏感程度较高。

功能性复合矿物材料的制备技术研究

该课题针对我国非金属矿物复合材料产业技术相对落后、产品附加值低和相关应用行业缺乏合适的替代材料等突出与紧迫问题，采用无机材料表面改性与复合技术制备功能性复合矿物材料，包括非金属矿物基复合白色颜料和高性能复合导电材料两类。课题系统研究功能性复合矿物材料先进制备技术中非金属矿物属性、

矿物复合材料及其在机床上的应用

矿物复合材料是以矿物颗粒为骨料并配以环氧树脂等胶结料所形成的一种新型复合材料,其制品称为矿物铸件。介绍矿物复合材料的特点、与铸铁等传统材料的性能对比优势以及矿物复合材料的国内外研究现状;总结了组分及其与材料性能之间关系的研究成果,并给出了多种配方。对矿物铸件的成型工艺、模具和其在机床上的应用做了详细阐述,归纳了矿物复合材料的发展方向。

黏土矿物复合材料固化电解锰渣中Mn的研究

该文对黏土矿物基础材料进行改性,并优选黏土矿物改性材料与腐殖酸钠、酚醛树脂进行复合,制备出黏土矿物复合材料,探究不同黏土矿物材料对电解锰渣中Mn的固化效果以及它们在水相中的Mn^(2+)吸附特性。在黏土矿物材料添加量为10%时,高岭土、蒙脱石和伊利石对锰渣中Mn的固化效率最高仅为24.5%;对黏土矿物基础材料进行亚硫酸钠或硝酸改性后,固化效率可提高到38.1%;将黏土矿物改性材料与腐殖酸钠、酚醛树脂复合制备的材料施加到电解锰渣后,Mn固化效率最高可达67.1%,相比黏土矿物改性材料的固化效率有明显的提升。吸附实验表明,相比Freundlich吸附模型,黏土矿物复合材料对Mn^(2+)的吸附特征与Langmuir吸附模型的特征更加匹配,且Mn^(2+)饱和吸附量达到14.458 mg/g,明显优于腐殖酸类材料。