Friction and Wear Behavior of Resin/Graphite Composite under Dry Sliding

The friction and wear behavior of resin/graphite composite has been investigated using a pin-on-disc configuration under dry sliding condition. The results showed that the resin/graphite composite exhibited much better mechanical and tribological properties compared with the unimpregnated graphite. The friction coefficient was reduced by addition of furan resin, which could also prevent the'dusting' wear at loads more than 15 MPa. The steady and lubricated transfer film was easily formed on the counterpart surface due to the interaction of furan resin and wear debris of graphite, which was useful to reduce the wear rate of the resin/graphite composite. The composite is highly promising for mechanical sealing application and can be used at high load for long time sliding.

PF／MCM-41纳米复合材料的制备及其耐热性

采用原位聚合结合共混工艺制备了PF／MCM-41纳米复合材料,研究了耐热性．结果表明,当MCM-41粉的含量为 20％时,PF／MCM-41纳米复合材料中MCM-41粉的分散性及有机-无机两相间的界面结合良好;与纯PF比较,复合材料的质量损失达到50％(质量分数)时的温度提高约70℃,分解结束时的温度提高约100℃．介孔MCM-41中的纳米级孔遭能有效地限制其内树脂分子链的自由运动,是PF／MCM-41复合材料耐热性提高的机理．同时,其纳米级厚度的孔壁具有极好的耐热性和绝热性,在快速升温的条件下能延缓孔内树脂分子的热分解及分解产生的小分子产物的释放．

PF/CNTs-Cu复合材料的制备及其载流摩擦磨损机理研究

以酚醛树脂(PF)、碳纳米管(CNTs)和泡沫铜(Cu)为原料,在反应釜内经无压浸渗和加压固化技术,制得一种新型PF/CNTs-Cu复合材料.在CSM摩擦磨损仪上,对不同CNTs含量的PF/CNTs-Cu复合材料进行了载流摩擦磨损测试.结果表明:未经CNTs改性的PF/Cu复合材料,摩擦系数和磨损率均最大,摩擦表面存在大量的犁沟痕迹,表现为典型的磨粒磨损.经CNTs改性后的PF/CNTs-Cu复合材料,载流摩擦磨损性能获得较大程度的改善.当CNTs质量分数在0.25%~1.0%范围内时,随着CNTs含量的增加,摩擦系数和磨损率逐渐减小,并在质量分数为1.0%时达到最小值.摩擦磨损机制则由最初的磨粒磨损逐渐转变为黏着磨损.当CNTs达到1.5%时,由于CNTs的团聚作用,导致复合材料的摩擦磨损性能急剧下降,摩擦磨损机制转变为磨粒磨损和黏着磨损共同作用形式.

复合石墨双极板材料及性能的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的双极板起到传递电子、分配气体、电池内水管理、支撑膜电极组件等作用,也是保证燃料电池堆低成本的关键部件。本文对双极板材料(金属、石墨和复合材料)、作用、优势及挑战进行了分析,其中复合石墨双极板以其长寿命和耐腐蚀的特质,具备与其他双极板竞争的优势,近年来受到高度关注;对石墨形成导电网络的相关因素(涉及填料尺寸、形态,辅助填料桥接石墨颗粒)、聚合物的成分与固化条件以及成型工艺条件对性能的影响规律进行了讨论。未来,开发具有优异综合性能的复合石墨双极板,掌握并优化聚合物结构及反应路径对其性能的平衡作用,使现有配方及成型方法适应大规模生产,将大大增强质子交换膜燃料电池在更多领域的大规模应用。

酚醛树脂含量对R/C复合材料性能的影响

以石墨与酚醛树脂粉料为原料,通过热模压成形得到一种R/C复合材料。研究了质量分数为20%～30%酚醛树脂对复合材料导电、力学以及阻气性能的影响;并利用SEM分析了不同酚醛树脂含量复合材料的断口和表面形貌。结果表明,随酚醛树脂含量的增加,能够使复合材料的抗弯强度、冲击强度和电阻率明显提高,而密度先上升后下降。试验中,当酚醛树脂质量分数为22.5%时,R/C复合材料的阻气性最好,此时抗弯强度、冲击强度、电阻率和密度分别为45.5MPa,8.9J/cm2,169.3×10-6Ω·m和1.93g/cm3,其值达到或超过国内外同类研究水平。

酚醛树脂炭/石墨复合炭材料用作锂离子电池负极材料的考察

用不同的方法在石墨的表面包覆上一层酚醛树脂 ,然后在 N2 保护下 10 0 0℃炭化 1h制得复合炭材料 ,并用扫描电子显微镜 (SEM)对其表面物理形态进行观察分析 ,研究了复合炭材料的恒电流充放电性能。包覆在石墨表面的具有无定形结构的酚醛树脂炭能够有效阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落 ,从而提高复合炭材料的循环稳定性 ,其中通过沉淀法制得的复合炭材料 (CPG- 30 )在十次循环后可逆容量为 32 6 m Ah· g- 1 ,比石墨高 45m Ah· g- 1 ,并保持了首次可逆容量的 96 .2 %。

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的性能

研究了碳纤维表面处理方法及其含量对碳纤维增强酚醛树脂／石墨复合材料导电性能与力学性能的影响。结果表明：空气氧化处理碳纤维表面形成微孔和刻蚀沟槽,容易形成应力集中,复合材料的强度不高；空气加液相氧化处理填充了碳纤维表面的微裂纹,对复合材料有一定的补强作用；液相氧化处理有利于提高碳纤维表面活性以及碳纤维的均匀分散性,使材料表现出较好的力学性能与导电性能；随碳纤维含量增多,材料电导率变小,材料强度开始增大,达到最大值后材料强度下降。对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量在3％～4％时复合材料的力学性能与导电性能最好。

酚醛树脂/石墨模压成型复合材料双极板的制备与性能

以石墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形工艺制备低成本酚醛树脂/石墨复合材料双极板,对材料的力学性能与导电性能进行了研究。结果表明：酚醛树脂含量是影响复合材料导电性能与力学性能的主要因素,酚醛树脂含量低于20%时,材料具有较高的导电性能；提高固化温度与固化压力,可以提高材料的抗弯强度,但材料的导电性能明显降低；适中的固化压力与固化温度有利于材料具有较好的力学性能与导电性能。

新型石墨基复合材料导电性能与力学性能影响因素的机理分析

以石墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形工艺制备新型石墨基复合材料。首先进行单因素试验分析了酚醛树脂含量、固化时间对复合材料导电性能与力学性能的影响机理;然后利用均匀试验方法进行多因素试验分析了酚醛树脂含量、固化温度、固化压力对复合材料导电性能与力学性能的综合影响。

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的低温热模压试验研究

介绍了国外制备树脂/石墨复合材料双极板的研究结果。研究了低温热模压成型工艺制备酚醛树脂/石墨复合材料双极板,结果表明:酚醛树脂含量为15wt%时,复合材料的导电性能满足双极板的要求,但力学性能偏低。提出了碳纤维增强的解决方案,研究了碳纤维表面处理方法以及碳纤维含量对复合材料导电性能与力学性能的影响。得到对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量3wt%是综合性能较好的一种试验方案。采用低温热模压工艺制备低成本酚醛树脂/石墨复合材料双极板,双极板材料的性能突破必将促进燃料电池的商业化发展。

竹屑粉酚醛树脂复合材料及其力学性能

用热模成型的方法制备竹屑粉酚醛树脂(PF)基复合材料,并对其力学性能特点进行了研究。结果表明:竹屑粉/PF复合材料中的竹屑粉含量和粒度对性能有明显的影响,控制竹屑粉的粒度和分散度能使竹屑粉/PF复合材料取得较好的性能。

新型导电复合材料性能的研究

以石墨与环氧树脂为原料通过模压成型得到一种新型导电复合材料,考察了石墨料径、环氧树脂含量及固化时间对导电复合材料性能的影响。试验结果表明,石墨粒径的减小有利于复合材料强度的提高;环氧树脂含量的增加使复合材料的强度明显提高,而导电性能却下降;并且探讨了复合材料性能随不同固化时间而变化的情况,得到了最佳固化时间。

低分子量酚醛树脂与阻燃剂复配改性大青杨木材的研究

用低分子量酚醛树脂分别与阻燃剂 FRDL- 112或硼酸复配改性大青杨木材的研究表明 ,PF树脂与 FRDL-112复配使用时的渗透性优于与硼酸复配 ;对处理材的顺纹抗压强度和硬度有降低作用 ,但与未处理素材相比仍有提高。与硼酸复配对处理材的阻湿性和抗胀缩性能有较大负面影响。阻燃效果是 FRDL- 112明显优于硼酸 ;与 FRDL-112复配可使处理材的防腐能力下降 ,与硼酸复配处理材的防腐效果优于单纯的酚醛树脂处理 ,但硼酸流失性较大。

中温固化高邻位酚醛树脂胶粘剂制备与性能研究

以Ba(OH)2/NaOH为复合催化剂,采用两步加入甲醛法合成了高邻位PF(酚醛树脂)胶粘剂;然后以间苯二酚为改性剂,比较了不同n(甲醛)∶n(苯酚)配比、催化剂用量和反应时间等对PF胶粘剂性能的影响。结果表明:当反应时间为2.0 h、n(甲醛)∶n(苯酚)=1.7∶1.0,w(NaOH)=2.0%、w(Ba(OH)2)=3.0%和w(间苯二酚)=10.0%(均相对于苯酚质量而言)时,所得产物的性能相对较优;催化剂Ba(OH)2的引入,能有效提高邻位羟甲基含量、降低固化温度和加快固化速率;间苯二酚的引入,可有效加快PF胶粘剂的固化反应。

膨胀石墨/酚醛树脂复合材料双极板研究

以膨胀石墨为导电骨料、炭黑为添加剂、酚醛树脂为黏结剂,采用模压成形工艺制备质子交换膜燃料电池用膨胀石墨/酚醛树脂复合材料双极板。考察树脂含量、成形压力、添加剂用量及添加剂加入方式对复合材料双极板性能的影响。研究结果表明:上述因素对复合材料双极板的性能影响较大,黏结剂的加入量(质量分数)为20%～30%、压力在10～12 MPa较为合适;炭黑对复合材料双极板的性能影响比较复杂,在实验用炭黑范围内,随着炭黑用量的增加,电导率增大较快,抗折强度先增大后减小;在复合材料的混料过程中,将炭黑添加在树脂中,制备的复合材料双极板性能比炭黑添加在膨胀石墨性能好。

环氧树脂/石墨微片复合导电材料的导电性

研究环氧树脂 /石墨微片复合导电材料的制备规律 ,实验发现固化剂种类、固化剂用量和固化条件对复合材料的电阻率都有影响 不同的固化剂 ,复合材料的电阻率不同 ,在最佳固化剂用量和最佳固化条件下 ,复合材料可获得最低电阻率 实验还研究石墨含量对环氧树脂复合导电材料的影响 ,发现复合材料具有渗滤效应 ,渗滤区石墨质量分数为 0 .0 2～ 0 .0 5 ,相应的电阻率约为 10 12 ～ 10 4Ω·cm .

原位聚合法制备环氧树脂/石墨复合材料的性能研究

采用原位聚合法制备了环氧树脂/石墨复合材料,并对其进行热重(TG)、扫描电镜(SEM)和力学性能分析。结果表明,环氧树脂/石墨复合材料的邵氏硬度和抗弯强度随石墨含量而变化,当其含量为17.44%(质量分数)时,两者出现最大值,抗弯强度达到22.4 MPa,邵氏硬度达到5.21 HD;石墨的加入也使复合材料的电性能和热性能得到提高,其耐热温度可达350℃。

石墨化竹炭的微观结构及其复合材料的制备与性能

采用SEM及XRD技术表征经2 800℃石墨化处理的竹炭的微观结构;以石墨化竹炭为导电骨料、酚醛树脂为粘结剂、炭黑为添加剂,采用模压成型法制备石墨化竹炭/酚醛树脂复合材料;考察石墨化竹炭的粒度、酚醛树脂用量、炭黑添加方式和用量、成型压力及固化温度等工艺因素对复合材料性能的影响。结果表明:增大竹炭粉粒的粒径、增加炭黑用量和提高固化温度有利于提高复合材料的导电性,但会不同程度地影响复合材料的力学性能、显气孔率和吸水率;随着酚醛树脂用量的增加,复合材料的抗弯强度提高,导电性、吸水率和显气孔率下降;提高成型压力可同时提高复合材料的性能;制备竹炭/酚醛树脂复合材料的最佳工艺条件为竹炭粒度≤75μm、树脂用量30%(质量分数)、炭黑用量5%(质量分数)、成型压力280 MPa、固化温度180℃。

改性胶粘剂对稻壳-木材复合材料性能影响的研究

稻壳的外表面覆盖有二氧化硅膜,使用传统的脲醛树脂(UF)和酚醛树脂胶(PF)生产的100％的稻壳板难以达到木质刨花板的质量指标。本研究采用以异氰酸酯(ISO)改性的脲醛树脂和酚醛树脂胶制造稻壳-木材复合材料。稻壳与木片的混合比例为1:1,施胶量为7％,设计密度0.8g/cm3。试验结果表明,3:4的ISO/UF、2:5的ISO/PF、改性胶粘剂制备的板材的物理力学性能达到国标刨花板二等品的要求;用3:4的ISO/PF改性胶粘剂制备的板材达到优等品的要求。

导电复合材料的研究

以铝粉，乙炔炭黑，石墨等为导电填料，不饱和聚酯树脂为基体，玻璃纤维布为增强材料制成复合型导电复合材料。研究了导电填料不同种类，添加量对复合材料性能的影响。