一锅法合成多金属硫化物/碳复合材料及其储锂性能

多金属硫化物/碳(MMS/C)复合材料因其良好的结构稳定性、充足的活性位点和有益的协同效应,在能源、催化、传感、环境科学等领域具有良好的应用潜力。然而,MMS/C复合材料繁琐、低效和对环境有害的制备方法制约了其发展。本文报道了一种简易、通用的制备策略合成了系列MMS/C复合材料。该策略的关键是采用了碳源-非碳前驱体一体化的离子交换树脂-金属离子杂化组装体作为构筑单元,可实现均匀的多相有机/无机界面,在高温条件下原位生成封装于碳骨架中的金属硫化物。通过改变金属离子的种类,实现了14种MMS/C复合材料的合成。基于其组分和结构优势,所制MMS/C复合材料表现出高效、快速和持久的锂离子存储性能。其中,ZnS-Co_(9)S_(8)/C复合材料在0.1 A·g^(-1)电流密度下循环600次后仍具有651 mAh·g^(-1)的可逆储锂容量;当电流密度提高20倍时,容量保持率超过54%,展现出优异的倍率性能。本文提出的均一、多相有机/无机界面合成策略有望扩展用于制备其他金属化合物(如金属磷化物、金属硒化物等)/碳复合材料,为多金属化合物/碳复合材料的合成提供有效的途径。

脉冲激光改性碳纤维复合材料及其金属化研究

目的选择性地实现碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)表面良好的导电性,满足它在共形天线上的应用。方法采用波长为1064 nm的纳秒脉冲激光器对惰性极高的CFRP表面进行表面改性处理,并结合化学镀铜技术,制备激光改性碳纤维复合材料表面金属层。利用扫描电镜、X射线光电子能谱仪对改性后的材料表面进行表征,利用焊点拉脱方法表征金属层结合力。结果研究表明,激光能量密度越高,则CFRP基材表面树脂被去除得越多;激光搭接率越大,则碳纤维束表面越粗糙;在适当的激光能量密度(60 J/cm^(2))和横/纵向搭接率(50%)下,会产生大量的极性化学基团。当激光能量密度为10~100 J/cm^(2)、激光搭接率为0%时,CFRP表面镀铜层的结合强度为0.57~3.16 MPa,且激光能量密度与镀层结合强度呈正相关。当激光能量密度为60 J/cm^(2)、激光搭接率为−100%~90%时,CFRP表面镀铜层的结合强度为0.19~3.24 MPa,且激光搭接率与镀层结合强度呈正相关。结论脉冲红外纳秒激光在一定能量密度和搭接率的条件下,可改变碳纤维表面形貌、化学成分,实现金属层的制备。

金属硫化物及石墨填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用ＭＨＫ－５００ 型环－块磨损试验机，对ＭｏＳ２、ＣｕＳ、ＰｂＳ及石墨（添加量均为３０ ｖｏｌ％ ）填充的聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料在干摩擦条件下与ＧＣｒ１５ 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究，并利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和光学显微镜对ＰＴＦＥ复合材料的磨屑和摩擦磨损表面进行了观察。结果表明，添加石墨降低了ＰＴＦＥ的摩擦系数，而添加ＭｏＳ２、ＣｕＳ及ＰｂＳ则增大了ＰＴＦＥ的摩擦系数；同时，添加ＭｏＳ２、ＣｕＳ、ＰｂＳ及石墨均可将ＰＴＦＥ的磨损量降低２ 个数量级，其中以ＰｂＳ的减磨效果为最好，而ＭｏＳ２ 的减磨效果则最差。

金属纳米颗粒/多孔碳复合材料的制备及性能研究

以不同碳源和不同金属硝酸盐为原料,采用膨胀法分别制备了不同碳源的不同金属纳米颗粒/多孔碳纳米复合材料。重点对不同碳源的银纳米颗粒/多孔碳复合材料的微观形貌、结构、组成等进行了表征;同时,对不同碳源的银纳米颗粒/多孔碳复合材料进行了无酶H_(2)O_(2)电化学传感器的性能研究,讨论了其作为无酶H_(2)O_(2)电化学传感器的可行性。在此基础上,对通用型金属/多孔碳复合材料的性能进行了研究。

碳纤维复合材料与金属间的电偶腐蚀行为

通过电化学测试研究了碳纤维复合材料与不锈钢、钛合金和铝合金偶对在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了长周期电偶腐蚀后金属表面形貌及腐蚀产物的物相组成,并根据腐蚀失重法测定了电偶腐蚀速率。结果表明:316L和1Cr18Ni9Ti不锈钢、TC4钛合金与碳纤维复合材料间电偶腐蚀效应较弱,腐蚀速率较小,耐腐蚀等级均为1级,基本可以与碳基复合材料直接接触;5A06和2A12铝合金与碳纤维复合材料直接接触时,除自腐蚀外,电偶腐蚀效应显著,耐腐蚀等级均为8级,2A12铝合金的电偶腐蚀最严重,采取相应的防护措施后,腐蚀深度明显减小。

含氮碳包覆金属硫化物纳微复合材料的制备方法及其应用

本发明公开了一种含氮碳包覆金属硫化物纳微复合材料的制备方法,包括以下工艺步骤：将过渡金属盐、硫脲及氨基酸溶于乙醇中,于160~200益下保温12~36h,然后经过洗涤、过滤、干燥制备得到前驱物,过渡金属盐、硫脲和氨基酸按制取材料中氮质量分数为3%~8%、碳质量分数为8%~15%计量配备;将前驱物置于煅烧炉中于惰性气氛下.

建筑用碳纤维-金属网复合材料的力学性能研究

用热固性环氧斜纹编织预浸料、不锈钢丝网、铝合金丝网分别制备纯碳纤维板试样、碳纤维—不锈钢丝网复合材料、碳纤维—铝合金丝网复合材料。测试3种复合材料的抗折强度、抗压强度、抗冲击性能及经腐蚀后的力学性能。结果表明:纯碳纤维板的抗折强度、抗压强度均处于最低水平;经质量分数为5%的NaCl溶液腐蚀后力学性能均不同程度下降;经过金属网增强后的复合材料力学性能明显增强,其中,加入不锈钢丝网的复合材料具有较高的抗折强度、抗压强度、抗冲击性能。综上可知,碳纤维-不锈钢丝网复合材料的力学性能更佳。

二维过渡金属硫化物纳米复合材料的模拟酶特性及应用（英文）

纳米酶是一个非常令人兴奋和有希望的研究领域,旨在使用各种纳米材料模仿天然酶的一般原理,并在许多领域提供了大量实际应用.天然酶具有一些内在的缺点,如成本高、稳定性低、储存困难,以及催化活性对环境条件的敏感性.而纳米酶显示出低成本,高稳定性和高效活性.各种过氧化物酶和/或氧化酶模拟物已经取得了很大的进展.本综述介绍了关于二维过渡金属硫化物纳米复合材料的纳米酶特性的最新研究进展.

碳纤维/UiO66-NH2环氧复合材料的制备及其性能研究

本文首先合成出锆基MOF材料UiO66-NH_(2),并设计得到PA功能化的MOF材料UiO66-NH_(2)-PA,再将其分散在环氧树脂基体中,制备了性能优异的碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料.随后,通过FT-IR、SEM、XRD对UiO66-NH_(2)以及UiO66-NH_(2)-PA进行了表征,使用万能试验机对碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的力学性能进行了测试.结果表明,UiO66-NH_(2)-PA被成功制备,且改性后的碳纤维复合材料的抗弯曲和抗剪切强度分别提高了26.54%和29.09%.这是因为UiO66-NH_(2)-PA中氨基和磷基的作用增强了界面强度,既提高了碳纤维/UiO66-NH_(2)环氧复合材料的储能模量,又增强了复合材料的界面结合能力,从而实现了通过共同作用以提高碳纤维、环氧复合材料力学性能的目标.

金属硫化物及其复合材料在超级电容器领域的研究进展

随着人们对于清洁能源要求的不断提高,超级电容器以具有超高比电容、高功率密度和长循环等特点引起人们的研究兴趣。超级电容器已经被应用在许多工业领域中。电极材料是决定超级电容器性能的重要因素之一。过渡金属硫化物因其具有独特的电子结构和多型性的特征被广泛用作为电极材料,但其在电化学循环过程中,容易产生穿梭效应和体积变化破坏电极材料的结构,导致倍率性能差、稳定性降低。本文综述金属硫化物的概况及其与石墨烯、碳纳米管、导电聚合物构建复合材料的最新发展,利用水热法、湿化学法,或者电化学法制备金属硫化物与不同组分的复合材料,可改善金属硫化物的电导率与倍率性能。在后续研究中,需要探索更简便、成本较低的方法制备具有分级纳米结构的高性能金属硫化物复合材料。

添加难熔金属碳化物提高C/C复合材料抗烧蚀性能的研究

高性能固体火箭发动机 ( SRM)对喉衬材料的烧蚀率提出了更高的要求 ,传统的炭 /炭 ( C/C)材料有待于进一步发展。讨论了含有难熔金属碳化物 ( Zr C、Ta C)的多元基体 C/C复合材料及其耐烧蚀性能 ,通过微观结构分析 ,探讨该种材料抗烧蚀性能提高的机理 。

碳纤维环氧复合材料与金属电偶腐蚀的研究进展

综述了碳纤维环氧复合材料与金属电偶腐蚀与控制方法的研究进展,着重介绍了碳纤维环氧复合材料的基本特点、碳纤维复合材料与金属电偶腐蚀行为、现代表面分析技术在复合材料电偶腐蚀研究中的应用,对防止电偶腐蚀的防护措施与理论进行了初步的探讨。

碳纤维/金属基复合材料的制造及其在电接触材料中的应用

本文研究了碳纤维／银（铜）基复合材料的制造方法，并应用于开关触点、电刷等。结果表明，碳纤维的加入明显改善了复合材料的性能，其使用寿命大幅度提高。

碳纤维增强金属基复合材料的研究进展

对近些年来碳纤维增强金属基复合材料的研究现状进行了综述。介绍了复合材料的制备方法,同时分析了各种方法的优点以及不足,并介绍了碳纤维的分布取向、界面状况以及残余应力对碳纤维增强金属基复合材料性能的影响。

混杂难熔金属C/C复合材料中金属与碳反应初步研究

研究了碳纤维难熔金属纤维混杂增强碳基体复合材料中难熔金属与碳之间的化学反应。结果表明 ,条件不同 ,难熔金属W丝、Ta丝与不同形式碳的反应程度、反应产物及结构有很大的区别。低温区 ,难熔金属与碳不发生明显化学反应 ,中温区W丝可与气态的碳氢气体发生轻微化学反应 ,高温区W丝、Ta丝可与固态沥青碳以及碳纤维发生反应。通过控制反应条件 ,可以得到难熔金属纤维碳纤维混杂增强碳基体、含难熔金属碳化物的难熔金属纤维碳纤维混杂增强碳基体和难熔金属碳化物纤维碳纤维混杂增强碳基体复合材料。

金属/碳石墨复合材料的密度与硬度变化规律研究

以铝粉、铜粉、石墨和高碳为原料，酚醛树脂为粘结剂，通过机械混捏一冷压成型一加热固化制备了金属／碳石墨复合材料。研究了铝粉和铜粉添加量、成型压力对复合材料体积密度、肖氏硬度的影响。根据实验数据拟合，建立了金属／碳石墨复合材料体积密度、肖氏硬度与金属粉含量之间的定量关系。在10～15MPa下铝粉含量为20％～25％时，铝／碳石墨复合材料的最大体积密度约为1．71g／cm3、最大肖氏硬度约为84HS；在15MPa下铜粉含量为25％时，铜／碳石墨复合材料的体积密度达到1．84g／cm3，肖氏硬度达到90HS。因此，铜／碳石墨复合材料更适宜用于机械密封。

金属/碳复合材料在热管理领域的应用

综述了应用于电子器件热管理的金属/碳复合材料,重点包括金属/碳复合材料的制备方法,同时介绍了与金属复合的不同种类碳材料,并归纳总结了此类复合材料的导热性能,最后介绍了一些已经商品化的金属/碳热管理复合材料。

碳纤维复合材料与金属的电偶腐蚀及防护

碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、耐疲劳性优良、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性,已成功用于复合材料结构件中。本文从材料学的角度分析了碳纤维增强树脂基复合材料在与金属接触时发生的电偶腐蚀及防护问题,如电偶腐蚀的主要原因及反应历程、电偶腐蚀对碳纤维复合材料性能的影响及影响因素、电偶腐蚀的防护及相容性原则,可为复合材料结构件的设计、选材、成型、使用及贮存维护提供参考。

碳纤维复合材料与金属连接及接头力学性能测试

碳纤维复合材料因其强度高、质量轻、导热性能出众,在外空间和核工业等领域中的关键部件中得以应用。碳纤维复合材料与金属主要是通过螺栓、胶结、钎焊或扩散焊连接在一起。其中,在钎焊过程中,多数钎料在这类复合材料表面并不润湿,通常采用活性钎料,在高温和高真空的条件下进行;钎料的种类不同,钎焊接头的强度差异也很大。本文对碳纤维复合材料与金属铜、钛、铌、铝等金属的连接方法和相关研究进展作了总结,对其接头的力学性能测试方法作了介绍,并对该领域的研究方向发展做了展望。

高精度碳纤维复合材料天线金属化技术

阐述了碳纤维复合材料的金属化技术，通过对比工艺实验，确定了高精度碳纤维复合材料天线的最佳金属化工艺。