多壁碳纳米管强韧化Fe_3Al复合材料

研究了用放电等离子体烧结(SPS)方法制备了不同含量(1vol%、3vol%、5vol%、7vol%)的多壁碳纳米管(MWNTs)强韧化Fe3Al金属间化合物基复合材料的力学性能和微观结构.用X射线衍射和TEM、SEM测定其物相组成和显微结构,利用万能材料试验机对其力学性能进行测试,并对其强韧化机制进行分析.研究表明,多壁碳纳米管在烧结过程中被完整保存下来;在MWNTs含量为3vol%时,复合材料的室温断裂韧性和压缩屈服强度分别为40MPa·m1/2、3175MPa.复合材料强韧化的主要机制是碳纳米管的拔出和桥联。

多壁碳纳米管在铝粉中的分散性研究

本论文研究了多壁碳纳米管和Al粉的混合粉球磨制备纳米级混合粉末的工艺过程,Al粉为基体材料,增强相为多壁碳纳米管。结果表明,在其他实验参数相同的条件下,球磨机转速和球磨时间对铝基复合材料的颗粒组织形貌及性能影响很大,并对其组织相貌进行了了研究,从图象对比中得到结论。

多壁碳纳米管固相萃取/超高效液相色谱-串联质谱测定烤烟中粉唑醇残留量

目的建立多壁碳纳米管固相萃取净化结合超高效液相色谱-串联质谱法(Ultra performance liquid chro matography-tandem mass spectro metry,UPLC-MS/MS)测定烤烟中粉唑醇残留量的方法。方法烤烟样品用0.1%甲酸乙腈溶液提取,NaCl盐析,多壁碳纳米管(MS-NANO-V)净化,并采用超高效液相色谱-串联质谱法检测,以0.1%甲酸水溶液-甲醇溶液作为流动相,外标法定量。结果粉唑醇在0.001~1 mg/L浓度范围内的相关系数为0.9989,呈现良好的线性关系。在0.005、0.5、5 mg/kg 3个添加水平下,粉唑醇在烤烟中的平均回收率范围为90%~102%,相对标准偏差范围为4.9%~9.6%。方法的定量限为0.005 mg/kg。结论该方法高效、准确,操作简便、精密度好,适用于烤烟中粉唑醇残留量的检测。

多壁碳纳米管改善甲烷传感器响应性能研究

采用多壁碳纳米管(MWNTs)改善传统载体的盲孔性结构,提升传感器性能。向Al2O3粉体中掺入不同比例的羟基化MWNTs,制备了MWNTs和Al2O3质量分数比0.05%、0.1%和0.5%的3种载体,制成了微悬梁结构的甲烷传感器。测试表明:MWNTs的掺杂显著地提高了Al2O3气敏材料对甲烷气体的灵敏度及响应时间,灵敏度14 mV/1%CH4,响应恢复时间分别为7 s和9 s。研究成果为改善传统载体甲烷传感器的性能提供了有益参考。

电化学研究铝及其纳米Al13对谷胱甘肽还原酶活性的影响

采用滴涂法制备了碳纳米管(MWNTs)/壳聚糖(CHIT)修饰玻碳电极(GCE),较为明显的使还原型辅酶Ⅱ(NADPH)在裸GCE上的氧化电势从700mV降低到修饰电极上的380mV,并且明显增大了催化电流。氧化电流与NADPH浓度在0.08～2.60mmol/L范围内呈线性关系;检出限为18.3!mol/L。利用此修饰电极,采用计时电流i-t法,在谷胱甘肽还原酶(GR)催化"氧化型谷胱甘肽+NADPH"生成"还原型谷胱甘肽+NADP+"反应中,通过检测NADPH在电极上催化电流的变化情况,分析了不同酸度和浓度下的Al3+和nano-Al13的加入对GR酶促反应初速率V0、米氏常数Km及反应最大速率Vmax的影响。

SiCp/Al混粉电火花加工温度场仿真研究

由于金属基复合材料SiCp/Al中含有SiC颗粒,对其进行加工时容易出现各种表面质量问题。在电加工加工时,由于加工过程中熔化的Al会附着在脱落的SiC颗粒上飞溅至极间,易引起频繁的短路和拉弧,使表面粗糙度变差。与通常的电火花加工方法相比,混粉电火花加工方法具有更大的放电间隙且放电分散,并且相比于普通的粉末,碳纳米管粉末具有更稳定的悬浮属性,会使放电更稳定,有利于提高放电加工表面质量。为明确混粉的加入对放电蚀除的影响,对SiCp/Al混粉电火花温度场进行了建模仿真研究。结果表明:混粉会使分配到工件的能量显著减小,且浓度越高影响越大;混粉也会导致等离子体通道直径增加,且浓度越高直径越大,从而使热流密度减小。以上两点导致单次蚀除量减小。

Ni/Al-LDH/MCNTs原位复合材料的制备与电化学性能

以Ni(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素和MCNTs为原料,采用原位均相沉淀法制备了MCNTs含量(质量分数)分别为1%、3%和5%的Ni/Al-LDH/MCNTs复合电极活性材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了材料的微观结构和形貌;采用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和充放电测试研究了该复合材料作为镍氢电池正极材料的电化学性能。结果表明,在Ni/Al-LDH中复合MCNTs能够提高材料的电化学活性,降低电化学反应电阻,显著改善材料的大电流充放电性能。其中MCNTs含量为3%的Ni/Al-LDH/MCNTs复合材料具有最佳的电化学性能,在200、500、1000和2000mA·g-1电流密度下的放电比容量分别为330、321、307和288 mA·h·g-1,而未复合MCNTs的Ni/Al-LDH在2000 mA·g-1电流密度下放电比容量仅为205 mA·h·g-1。

搅拌摩擦加工制备MWCNTs/Al复合材料的均匀性研究

采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,并对其复合材料的硬度、均匀性进行了研究。5道次FSP后添加多壁碳纳米管MWCNTs/Al复合材料的平均显微硬度值为78HV,是母材的1.68倍。开尔文探针试验表明,碳纳米管在MWCNTs/Al复合材料中分布均匀。

MWCNTs特征对MWCNTs/Al复合材料组织及性能的影响

采用粉末冶金法制备多壁碳纳米管(MWCNTs)增强铝(Al)基复合材料(MWCNTs/Al),研究MWCNTs的特征对MWCNTs/Al复合材料显微组织结构及性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸实验对复合材料进行性能测试。结果表明:经过球磨混合的复合粉末中没有碳化铝(Al_4C_3)相,通过烧结和热挤压后出现Al_4C_3相。与长碳纳米管(L-MWCNTs)和短碳纳米管(S-MWCNTs)相比,镀镍碳纳米管(Ni-MWCNTs)在复合材料中分散更均匀,与Al基体的结合性更好,所得到的复合材料硬度和抗拉强度较高,抗拉强度可达到247 MPa,是纯Al的4倍。

聚苯胺@多孔羰基铁粉/多壁碳纳米管复合材料吸波性能研究

制备了导电高分子聚苯胺包覆多孔羰基铁粉(PANI@多孔CIP)/多壁碳纳米管(MWCNT)吸波复合材料,利用振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和网络分析仪,分别研究了不同填料质量分数的复合材料微观结构及吸波性能。结果表明,聚苯胺原位聚合可以很好地包覆在PCIP表面。在1~18GHz范围内,当多壁碳纳米管质量分数保持5%不变时,随着PANI@多孔CIP质量分数从20%增加到40%时,厚度为2.5mm的复合材料反射损耗峰由-7.8dB增加到-31.5dB;当PANI@多孔CIP质量分数为40%,厚度为2.5mm时,复合材料反射损耗在-10dB以下带宽约为3.1GHz。

热塑性聚氨酯吸波复合材料的3D打印研究

为制备可供3D打印的具有吸波功能的复合丝材,以热塑性聚氨酯(TPU)作为基体材料,以羰基铁粉(CIP)与多壁碳纳米管(MWCNTs)为吸波剂,采用熔融共混法制备TPU/MWCNTs-CIP复合材料。研究CIP添加量对TPU/MWCNTs-CIP复合材料力学性能和流动性能的影响,并分析复合材料的挤出拉丝性能和熔融沉积成型(FDM)打印能力。结果表明:CIP质量分数为60%时,TPU/MWCNTs-CIP复合材料具有较好的力学性能,可制备符合FDM工艺要求的丝材。将制备的复合丝材经过FDM打印成型得到蜂窝吸波结构,采用弓形法对其进行电磁波反射率测试,蜂窝结构仅在3 mm的厚度下达到最低吸波反射损耗值(-33.8 dB)。