第四讲 多元复合材料改善沥青的性能

根据沥青面层结构的使用需求,一种改性外加料往往不能满足全部性能改善的目的。本讲通过橡胶、树脂、矿物填料以及外掺剂的相互组合实例,介绍了它们混熔改性工艺和机理。最后提示了在多元复合改性过程中应注意改性目标、基准沥青性状、加工拌制工艺、就地选材、剂量适用范围的相互关系。

Fe_(3)O_(4)/PPy基多元吸波复合材料的最新研究进展

近年来电子技术的快速发展使得电磁污染成为了突出问题,民用电子器件和军用装备的电磁防护需求日益迫切。研究人员通过对吸波材料体系中主要吸波组分进行选择和设计,制备了多元复合材料来满足科学技术对材料科学发展提出的强烈要求。针对Fe_(3)O_(4)/PPy基综述了三元、四元吸波复合材料的研究现状,主要介绍了不同组分吸波材料的电磁波损耗能力,并对其未来的研究重点和发展方向进行了展望。

多元高分子复合材料在密封产品中的应用现状

介绍了合肥通用机械研究院研制的多元高分子复合材料在密封产品中的应用现状,并列举出其在通用机械、煤气化炉、多晶硅还原炉及旋转接头中的应用案例。工程应用表明,该材料具有高强度、低磨损和长寿命等优良的综合性能。同时也简述了特殊工况下的密封失效案例。为了适应创新产品的技术发展要求,提出了协同智能制造的展望。

多元高分子复合材料在液压与气动系统密封中的应用

介绍了多元高分子复合材料制造的技术特点、多种组合系列的应用性能及其制造的密封制品,通过在泵、阀门、压缩机、风机、换热器、压力容器等通用机械液压与气动系统中的应用,反映出应用性能可靠、使用寿命长等优良效果。

多元陶瓷增强铜基复合材料的摩擦磨损性能

以6-6-3青铜粉为基体,加入Si C、Si3N4、B4C多元陶瓷作为颗粒增强相,利用粉末冶金法通过真空烧结工艺制备了Si C、Si3N4、B4C多元陶瓷/铜基复合材料,在MRH-3型高速环块磨损试验机上研究了复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能。分析了Si C、Si3N4、B4C多元陶瓷增强相含量对复合材料耐磨性能、摩擦系数以及热导率的影响。结果表明:Si C、Si3N4、B4C多元陶瓷/铜复合材料在耐热性能、耐磨性能、抗弯强度等方面性能优异;多元陶瓷质量分数分别为15%、25%、35%的多元陶瓷/铜基复合材料中,硬度、抗弯强度以及耐磨性能均随着陶瓷颗粒质量分数的增加先提高后降低;摩擦系数先减小后增大,基本稳定在0.49左右,受温度影响波动不大;陶瓷颗粒的加入对材料的导热性能有一定影响,从而影响耐磨性能。

多元新型高吸水性复合材料的制备及性能研究

在室温下制备出互穿网络的多元复合新型高吸水性复合材料,不仅降低了其生产成本,而且有利于大规模生产。通过水溶液氧化还原常温聚合体系,以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,添加硅藻土,同时加入聚乙烯醇为交联改性剂,在室温下制取了硅藻土高吸水性复合材料。通过正交实验得到的复合材料其吸蒸馏水倍率达1 423 g/g,吸0.9%盐水的倍率达106g/g,并以最优组合为基础,通过单因素实验着重研究了引发剂、交联剂、中和度等对吸水倍率的影响,结果表明当引发剂的用量为0.30%~0.40%,交联剂的添加量为0.04%~0.06%,中和度为75%时,复合材料的吸水性能最好。

液相先驱体制备C/C-TaC复合材料

采用液相先驱体,以3D针刺C/C多孔材料为反应基体,制备了C/C-TaC多元复合材料。采用XRD和SEM对C/C-TaC多元复合材料的相组成和显微结构进行了分析。结果表明,采用液相先驱体,以基体炭为炭源,简化了C/C-TaC制备工艺;经900℃预处理后,液相先驱体固化产物转化为纳米级别的Ta2O5,有助于TaC合成反应的进行;提高反应温度有助于减少中间产物影响,至2 000℃可得到晶化度较高的化学计量比TaC。

多元高分子复合材料在旋转接头中的应用研究

介绍了新型旋转接头的结构设计特点,针对旋转接头中需用的复合材料进行了研究。通过对碟形密封环加工、旋转接头的模拟实验及应用,说明了以全芳香族聚芳醚酮类树脂为主体的多元高分子复合材料,具有高强度、低摩擦系数、耐磨损、长寿命等综合性能优良的特点,对其今后在密封领域中应用提出了展望。

石墨烯/Al-18Si-3Cu-Mg复合材料微观组织及摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金方法,制备石墨烯/Al-18Si-3Cu-Mg多元金属基复合材料。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、往复摩擦磨损试验机,研究不同石墨烯添加量对石墨烯/Al-18Si-3Cu-Mg多元金属基复合材料微观组织、摩擦磨损性能的影响,并运用分形理论定量分析复合材料微观组织形貌及摩擦磨损机制。结果表明,石墨烯的添加可显著细化石墨烯/Al-18Si-3Cu-Mg多元金属基复合材料内Si颗粒的尺寸;当石墨烯添加量分别为0%、0.3%、0.5%、0.7%时,复合材料的硬度值呈现先升高后下降的趋势;石墨烯含量为0.5%时,硬度值最高摩擦系数最小,分别为84.8HB和0.48,摩擦系数比未添加石墨烯时降低了28%。分析试样磨痕形貌及微观组织形貌分形维数(D)发现,当石墨烯添加量为0.5%时,D值为2.0533,摩擦磨损机制为磨粒磨损。

导电聚合物基复合吸波材料的研究进展

阐述了导电聚合物与其他材料复合制备吸波材料的科学性和必要性,总结了近年来导电聚合物在电磁防护材料领域的研究进展。重点概述了二元、多元及多层结构的导电聚合物基复合吸波材料,并对这三类材料的制备工艺、形貌结构和吸波性能进行介绍。着重强调了导电聚合物组分的引入可一定程度上增强材料的介电损耗与电阻损耗,调控材料电磁参数,改善材料阻抗匹配程度,对于材料吸波性能的提升具有重要作用。未来,导电聚合物基复合吸波材料将着眼于提高材料的环境适应性,降低制备工艺复杂程度,并向红外微波兼容吸收方向发展。

柔性聚苯胺与碳质材料协同改性锂硫电池正极研究进展

锂硫电池具有高能量密度、低成本和环境友好等特点,被认为是最具潜力的下一代储能体系之一。介绍了柔性导电聚苯胺与碳质材料协同改性锂硫电池正极材料方面的研究进展,并与传统的聚苯胺或碳质材料单独改性硫基正极材料进行对比。围绕后者在单独改性中存在的电化学性能不佳的问题,对柔性导电聚苯胺与碳质材料二元复合改性硫基正极材料的结构设计和制备方法等进行综述,并对其未来发展方向和商业化应用进行展望。

多元陶瓷增强Cu基复合材料的导热性能研究

以Cu基预合金粉为基体,加入SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷作为颗粒增强相,利用粉末冶金法通过真空热压烧结工艺制备了SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷/Cu基复合材料,并用激光脉冲法测试其室温条件下的导热性能。研究发现,随着SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷含量的增加,复合材料的热导率逐渐减小,特别是当SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷总质量分数大于15.0%以后,热导率急剧下降。复合材料内部的孔隙以及晶界、晶格畸变、位错等缺陷是影响热导率的主要因素。要获得导热性能良好的复合材料,应严格控制SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷的质量分数在15.0%以内,并且可以考虑通过退火以及二次挤压等方法进一步提高致密度,减少烧结体内的位错、孔隙等缺陷,从而提高导热性能。