基于磁控溅射技术的碳基电磁屏蔽材料

利用磁控溅射技术在碳纤维表面沉积铜膜制备了高效的电磁屏蔽材料,并通过调整磁控溅射时间和碳纤维单向布铺层层数,分析了磁控溅射改性方式和铺层层数对碳纤维织物及其复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明,磁控溅射碳纤维表面铜膜沉积有利于碳纤维电磁屏蔽性能的改善。经磁控溅射改性处理后,碳纤维电磁屏蔽效能最小提高了37.73%,且电磁屏蔽性能随着磁控溅射时间的延长而增强,但碳纤维电磁屏蔽效能增加率则随磁控溅射时间的增加而逐渐减小。增加碳纤维织物铺层层数有利于碳纤维织物集合体电磁屏蔽性能的改善,但织物层间的不连续性对织物集合体电磁屏蔽性能起消极作用。环氧树脂经碳纤维复合后,电磁屏蔽效能显著增强,增加了约30 dB,但由于环氧树脂对碳纤维的包覆性能,影响了复合材料对电磁波的屏蔽效果,不随碳纤维复合材料中碳纤维织物铺层层数的增加和改性碳纤维导电性能的增加而增强。

竹纤维/废弃聚乙烯复合材料力学性能研究

采用热压成型法制备了竹纤维/废弃聚乙烯(PE)复合材料,研究了偶联剂和竹纤维含量对复合材料力学性能的影响,通过扫描电镜观察偶联剂处理前后竹纤维表面形貌变化,并通过高清显微镜观察了复合材料冲击后的断裂形貌。结果表明:随着竹纤维含量的增加,竹纤维/废弃PE复合材料的拉伸性能先下降后上升,弯曲性能和冲击性能先上升后下降;偶联剂改性处理对竹纤维与废弃PE界面黏合性、相容性和黏结强度的改善作用明显;未改性和改性后复合材料中竹纤维和PE的质量比分别为9∶3和6∶3时,拉伸性能最好,拉伸强度分别为19.09 MPa和21.10 MPa,未改性和改性后复合材料中竹纤维和PE的质量比为7∶3时,弯曲性能和冲击性能最好,弯曲强度分别为29.94 MPa和34.96 MPa,冲击强度分别为11.94 kJ/m^(2)和15.13 kJ/m^(2)。

芳纶包覆碳纤维增强环氧树脂的轴向压缩性能研究

采用缠绕法制备了芳纶长丝包覆碳纤维束,利用真空辅助树脂转移成型法制备了包覆碳纤维增强环氧树脂。通过电子万能试验机测试了复合材料的轴向压缩性能,研究了长丝缠绕方式、包覆密度和碳纤维束的数量对试样压缩强度及破坏模式的影响。结果表明,芳纶包覆能够提升碳纤维复合材料的压缩强度,随着芳纶长丝包覆密度的增加,压缩强度逐渐增加;相比较单向缠绕包覆方式,芳纶长丝双向缠绕包覆能够进一步提升复合材料的轴向压缩强度;增强纤维束的数量会影响纤维屈曲状态,进而使得纤维复合材料的压缩强度进一步提升。

基于模板法制备石墨基泡沫炭材料及其性能研究

本文采用天然鳞片石墨为主要原料,分别以沥青、氯化钠作为结合剂和模板剂,通过模板法制备得到5种石墨化泡沫炭材料。采用XRD衍射、激光导热仪、SEM和电子万能试验机等测试方法研究了粘接剂含量对多孔泡沫炭材料晶相显微结构、显气孔率和抗压性能的影响。多孔泡沫炭材料吸收液态石蜡后制备得到复合相变炭材料,通过热导率的测试表征了泡沫基炭及其相变材料的热导率,分析了多孔结构对热导率的影响。实验表明:基于模板法制备的泡沫基石墨炭中的孔隙是由模板剂溶出、石墨初始堆积以及沥青高温炭化气体形成的通道所构成的,制备过程中没有发生化学变化;粘接剂的添加量为1.8 g时,试样的显空隙率较高,但是抗压强度较低;5种试样的热导率为0.09~0.12 W/(m·K),当沥青加入量为2.4 g时,得到最大的热导率为0.12 W/(m·K);抗压强度随着粘接剂的增多而呈降低趋势。通过泡沫炭封装石蜡的热导率测试表明该泡沫炭可以作为相变储热材料。