超细镍纤维复合材料的电磁屏蔽研究

在外加磁场的诱导作用下,采用常压液相还原法,制备较大量直径约为250nm、长度可达100μm的超细镍纤维。分别将得到的镍纤维和商品微米镍粉作为填料制备树脂基导电复合材料,在130MHz～1.5GHz的频段范围内测定复合材料的电磁屏蔽性能与镍填料含量的关系。结果表明,跟微米镍复合材料相比,镍纤维复合材料具有更好的电磁屏蔽性能。镍纤维含量为33.3%(质量分数)的复合材料的平均电磁屏蔽效果为15.7dB。

涂层法制备镍纤维

采用改进型螯合溶胶凝胶法分别制备出Ni-EDTA和Ni-CA两种溶胶,将溶胶连续地涂覆于国产连续碳纤维上,通过原位还原法制得涂层型金属镍纤维,并分别对所制备的溶胶和镍纤维微观结构与性能进行了系统研究。研究表明制备溶胶的最佳配方为:n(Ni)∶n(EDTA)=2∶1或n(Ni)∶n(CA)=1∶2(溶液pH值分别为6 7、2 7)时,所得溶胶稳定性最好,溶胶在陈化2 5h、超声时间为0 5h时涂层效果好,改变溶胶黏度和超声时间可调节涂层厚度。制得的镍纤维连续、柔顺有光泽、纯度高,涂层厚度为160～200nm,涂层后T300碳纤维的单丝力学强度提高了10.7%。

溶胶-凝胶法制备镍纤维及其电磁性能研究

以碱式碳酸镍和柠檬酸为原料，通过络合反应形成具有良好可纺性的溶胶，经过干法纺丝纺成前驱体纤维，再经高温热处理还原制得了直径约为10～20μm的金属镍纤维。研究了不同原料、添加剂的加入对溶胶前驱体可纺性的影响，探讨了不同热处理气氛对纤维物相的影响。制得的镍纤维在2～18GHz范围内其复介电常数、复磁导率随测试频率的增大而降低，表现了较好的频散特性。

化学镀镍法制备中空镍纤维

采用化学镀的方法制备中空镍纤维,通过对不同纤维进行筛选和优化,选取晴纶纤维作为化学镀镍的基体,纤维直径约10μm,长度3 mm左右。采用NaH2PO2为还原剂的碱性低温镀液体系在晴纶纤维表面镀镍,通过SEM,EDS和XRD分析了镀层表面形貌、结构和化学成分。研究发现,未经烧结的Ni/晴纶复合纤维镀层致密均匀,主要成分为低磷含量的Ni-P合金。将复合纤维先在空气中进行氧化烧结去除晴纶基体,发现烧结温度对去除有机基体得到中空镍纤维有较大影响。当烧结温度低于300℃时,有机基体去除不完全;当烧结温度为400℃时,基本没有有机基体残留,管壁致密;当温度为500℃时,得到的中空氧化镍纤维管壁有大量微孔,质脆易碎。将去除基体后的氧化物在氢气气氛下进行高温还原处理,得到中空镍纤维,组成为Ni和Ni3P,镍元素占93.83%(质量分数)。

高容量MH-Ni电池用镍纤维毡阳极材料研究

开发金属镍纤维毡代替泡沫镍作MH Ni电池的阳极骨架材料 ,可以满足高容量、大电流电池的需要。报道了镍纤维毡的制备工艺方法 ,研究了镍纤维丝径以及镍毡的单位质量对孔径尺寸、孔隙率、比表面积的影响 ,获得各种不同物理性能要求的镍纤维毡。通过在氢气和氩气两种气氛中进行烧结试验 ,保证了镍毡的抗拉强度和延伸变形率 。

镍纤维管改善锂硫电池性能

为了改善锂硫电池的比容量和循环稳定性等电化学性能,以聚丙烯腈纤维为基体,采用无钯活化化学镀法在其表面镀一层镍,制备得到复合纤维.通过热处理去除复合纤维中的聚丙烯腈,得到氧化镍中空纤维,然后在氢等离子体气氛中对氧化镍中空纤维进行还原制备中空镍纤维管,并以它作为锂硫电池正极材料活性物质的承载体,制备含镍纤维管的硫电极来改善锂硫电池的电化学性能.采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪表征镍纤维管的表面形貌和成分,结果表明:所制备的纤维管主要是镍,但含有少量的磷,可能是镀液中次磷酸盐中的磷元素被还原,且管径为10～15μm,管壁厚度均匀,约0.7μm.采用恒流充放电和交流阻抗谱对含镍纤维管硫电极的电化学性能进行表征,结果表明:添加镍的纤维管能够增强锂硫电池的电化学性能,在充放电电流密度为每平方厘米0.2mA的条件下,镍纤维管增强硫电极的首次放电比容量为941.6mAh/g,20次循环后的放电比容量仍保持在593.3mAh/g,表现出较高的放电比容量和良好的循环稳定性.

掺镍纤维的水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

电磁波技术的广泛应用导致电磁干扰与污染日益严重,采取电磁屏蔽措施能够有效地防范这些危害。实验采用不同的方法分散镍纤维屏蔽介质,然后掺入到水泥材料中制得水泥基复合屏蔽材料,研究了屏蔽介质的分散方式、掺量、试样厚度对屏蔽性能的影响;利用四探针测试仪、电子探针等手段表征了复合材料的电导率和屏蔽介质的分散均匀性。结果表明,镍纤维屏蔽介质的分散方式对屏蔽性能有较大的影响,其在水泥基材料中有一个最佳掺量值;当采用超声波分散的掺量φ镍纤维为5%、试样厚度为6 mm时,水泥基复合材料的电导率为2. 41×10^(-3)S/cm,在100 k Hz～1. 5 GHz频率范围内的平均屏蔽效能值约40 d B,其最小屏蔽效能值为36. 23 d B,最大达45. 74 dB。

MH/Ni电池集流体用中空镍纤维毡

以粘胶、涤纶混纺的无纺布为基体,用化学镀镍进行导电化处理和电沉积,制备了MH/Ni电池集流体用三维结构镍纤维毡。用SEM、EDS和XRD对样品的形貌、元素和物相进行分析。镍纤维呈中空结构,管壁光滑,壁厚约为2μm,柔韧性较好,元素组成为99.44%的Ni和少量P、C,面密度为492.86 g/m2,孔隙率约为93%。

柠檬酸镍制备金属镍纤维热分解过程研究

以柠檬酸和碱式碳酸镍为原料,采用溶胶-凝胶法制备柠檬酸镍前驱体纤维,在Ar气气氛下热分解得到金属镍纤维。通过FE-SEM/EDS、DSC-TG、XRD、FT-IR和XPS对金属镍纤维的形貌、前驱体的热分解过程及纤维的物相组成进行表征。结果表明柠檬酸镍前驱体纤维在300℃热处理时出现金属Ni,且热分解过程中没有氧化镍出现。故金属镍纤维是由前驱体直接热分解形成,不经过氧化镍热还原过程。

掺镍纤维的水泥基复合材料导电性能研究

以镍纤维作为导电介质掺合到水泥砂浆中制成水泥基复合材料,研究了纤维长径比、砂浆搅拌工艺、外加分散剂种类及用量和纤维掺量等因素对水泥基复合材料导电性能的影响,采用四探针测试仪和扫描电镜表征了复合材料的电导率和纤维的分散状态。实验结果表明:采用干混搅拌工艺、镍纤维的长径比为750、甲基纤维素(MC)分散剂掺量为0.4%时,镍纤维在水泥基复合材料中的分散效果最佳;在此工艺条件下,当镍纤维掺量为5.0%时,水泥基复合材料电导率最大,达2.65×10-3 s/cm。

镍纤维基板NiOOH电极研究

利用在碳纤维上镀镍的方法制得了镍纤维,并加工成高孔率的镍纤维基板。通过电解浸渍,在该基板上制成氢氧化镍电极。用循环伏安法和时间电位法测定了电极的氧化还原特性。厚度为1.1mm的NiOOH电极,其放电比容量为95.6mAh/cm^3,131.3mAh/g。

聚苯胺包覆镍纤维的制备及电性能研究

镍纤维经预处理后,采用化学氧化法对其进行包覆改性,制备聚苯胺包覆改性镍纤维,以改善镍纤维的电性能。主要探究了掺杂剂种类、浓度、镍纤维长径比以及搅拌速率等因素对聚苯胺包覆镍纤维效果的影响,利用核磁共振、能谱仪和扫描电镜对产物进行元素和形貌分析,采用四探针电阻率测试仪测试聚苯胺包覆镍纤维的电性能。结果表明:以0.1mol/L盐酸为掺杂剂,将长径比为8mm的镍纤维在0～5℃下以60r/min的转速聚合得到聚苯胺包覆镍纤维材料,其包覆层致密均匀,且得到最大的电导率,其值为2.62×103S/cm。

复合镍纤维的制造

采用高压氢还原液相沉积法专利技术，建成年产４０ｔ复合镍纤维生产线。产品外径２８μｍ～３２μｍ，长度＜３ｍｍ，壁厚４μｍ～６μｍ。将复合镍纤维经调浆烧结（脱芯）后，即成中空镍纤维基板。这种基板具有三维网状结构，孔率高，孔径小，质量轻，活性物质负载水平高，保持能力强，制成的极板表面光滑，柔韧性极强，卷绕弯曲不出现裂痕，比容量高。

磁场诱导下纳米镍纤维的制备及静磁性能

以乙二醇为溶剂,采用液相还原法成功制备了纤维状磁性金属镍。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜与振动样品磁强计对样品进行了表征和分析,研究外加均匀磁场对磁性镍粉的形貌和性能的影响。结果表明,未加磁场时,反应产物为链状镍纤维,当外加均匀磁场为0.3T时,反应产物变成线状镍纤维。二者得到的产物均为面心立方金属镍。链状镍纤维的比饱和磁化强度和矫顽力分别为47A·m2/kg及15.52kA/m,而线状镍纤维随着反应物浓度的变化,比饱和磁化强度分别为49A·m2/kg、42A·m2/kg、42A·m2/kg,矫顽力分别为14.96kA/m、18.94kA/m及20.22kA/m。分析认为这种差异可能是镍纤维的粒径差异以及形状各向异性等所导致。

石墨烯包覆镍纤维的制备及电性能研究

石墨烯拥有优良的导电性,将石墨烯包覆在镍纤维上,改善镍纤维的电性能。以石墨粉、镍纤维等为原料,利用Hummers法制备氧化石墨烯,采用氢碘酸还原制备石墨烯包覆镍纤维复合材料。研究修饰剂CTAB浓度、氧化石墨烯分散液pH值、还原剂HI用量、还原温度及还原时间等因素对复合材料的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对产物官能团进行表征分析,能谱仪(EDS)测定元素组成及扫描电镜(SEM)表征样品形貌,采用RTS-8四探针电阻率测试仪测量复合材料的电导率。结果表明,当修饰剂CTAB浓度为1.5 mol/L、氧化石墨烯分散液pH为12、还原剂HI为30 mL、还原温度为50℃,反应时间为60 min时,所得复合材料的导电率最大(1.72×10^(3) S/cm),比未包覆镍纤维的导电率高了两倍多。

一步法聚苯胺包覆镍纤维材料的制备及电性能研究

利用化学氧化法合成的聚苯胺对镍纤维进行包覆改性,拟改善镍纤维的导电性能。实验以苯胺、镍纤维为原料,研究了掺杂剂种类、掺杂剂浓度及搅拌速率对聚苯胺包覆镍纤维效果的影响,采用SEM、FT-IR对产物的形貌和结构进行分析,利用四探针电阻率测试仪测定了聚苯胺包覆镍纤维的导电性能。结果表明:在0.05mol/L的盐酸作为掺杂剂,搅拌速率为80r/min条件下,聚苯胺包覆镍纤维的包覆层均匀稳定,并得到最大的电导率,其最大值为1.52×10~3S/cm。

中空镍纤维毡

用化学冶金技术生产金属镍复合纤维,用沉降法(或空袭法)和高温脱碳烧结法制造中空镍纤维毡。其特点:金属镍纤维Φ外8.0—40um,L=0.5—0.5mm;镍毡纯度99.5%。

高孔隙度金属镍纤维毡

高孔隙度金属镍纤维毡系专利产品,是以化工冶金过程研制的金属镍纤维(φ外=8.0—40μm,L=0.5—5mm,壁厚3—6μm)制备的一种三维结构的镍毡。镍纤维毡纯度99.5%,孔隙度50—94%,厚度0.4—5mm,是一种重量轻,柔性好,孔隙度和毡厚可调的新材料。纤维镍电极 Cd—Ni 蓄电池是八十年代世界各国竞相研制开发的新一代产品,它具有(1)重量能量密度大于烧结式和袋式电池;(2)循环寿命可达三千次,远远大于目前使用的烧结式和袋式电池;(3)能用20倍率大电流放电等优点。用高孔隙度金属镍纤维毡设计制造Cd—Ni 蓄电池的电极试验在比容量(32瓦时/公斤)。