正癸酸-月桂酸-硬脂酸三元低共熔体系/膨胀石墨复合相变材料的制备与表征

将正癸酸(DA)、月桂酸(LA)和硬脂酸(SA)熔融共混制备了三元体系相变材料(DA-LA-SA),以DA-LA-SA为相变材料,膨胀石墨(EG)为载体材料,用熔融共混法制备不同DA-LA-SA含量的三元低共熔脂肪酸/膨胀石墨复合相变材料(DA-LASA/EG-PCMs)。采用FT-IR、XRD、SEM、TGA和DSC对其组成成分、晶体结构、微观形貌、相变温度和相变焓进行表征。结果表明,当DA、LA和SA的质量配比为1∶8∶1时,DA-LA-SA具有较低的相变温度和较高的相变焓;EG由大量的微孔构成,通过微孔束缚和表面吸附与DA-LA-SA物理结合,具有良好的稳定性;EG质量分数为10%时,所制备的DA-LA-SA/EG-PCMs三元相变体系复合相变材料的相变温度为38.6℃,相变焓为123J/g,导热系数为3.572 1 W·(m·K)-1,分散均匀,颗粒粒径较小,具有优良的热性能和稳定性。

新型碳系吸波涂层材料研究进展

作为解决电磁污染问题与实现装备战场隐身的有效手段,吸波涂层材料具有广泛的应用前景。碳系材料因其广泛的来源、简单的制备工艺、低密度、高导电率等优点,在吸波涂层材料领域受到国内外研究人员的高度重视。对吸波涂层材料的损耗机制进行了叙述,介绍了电阻型损耗、电介质型损耗以及磁损耗三种损耗机制中电磁波的损耗和吸收原理。综述了碳纤维、碳纳米管、石墨烯等新型碳系材料的特性及其在吸波涂层材料领域的研究现状。对碳纤维进行活化处理或使用多孔碳纤维、螺旋碳纤维等代替普通碳纤维能够有效提高其吸波性能。碳纳米管具有多种结构,其中阵列状多壁碳纳米管吸波性能最佳,采用一些具备磁损耗的材料与碳纳米管进行共混、包覆或填充处理是目前的主要研究方向。石墨烯几乎没有磁损耗,单独使用时,阻抗匹配较差,影响其吸波性能的发挥,通常将石墨烯与磁损耗型材料复合,改善材料的阻抗匹配,提高吸波效果。最后,根据碳系吸波涂层材料的研究现状,对其未来的发展方向进行了展望。

基于功效系数法的复合相变材料综合性能评价研究

复合相变材料性能优异,如何对其综合性能进行科学的评价,关系到相变材料的发展和相变领域的开拓。基于功效系数法原理,在综合分析复合相变材料制备工艺和应用性能的基础上,选取相变潜热、包覆率、导热系数、热稳定性、热效率、质量损失率和活化能为评价指标,采用变异系数法计算评价因子的权重系数,建立复合相变材料综合性能评价体系;以二十五烷/膨胀石墨复合相变材料为例进行检验,预测结果较好地反映了实际情况,说明基于功效系数法的复合相变材料综合性能评价体系具有较好的可靠性和实用性,为复合相变材料综合性能评价提供了一种新的思路和方法。

化学还原法制备锡-碳复合材料及其电化学性能

采用化学还原法制备了含锡量分别为5%,20%,35%的用于锂离子电池负极的锡-碳复合材料。利用XRD、SEM分析了复合材料的结构与形貌,采用循环充放电测试了复合材料的电化学性能。结果表明:金属锡以数十至数百纳米的大小较均匀地附着在碳颗粒表面;复合材料的克容量较商品碳有较大提高,其中含锡量为20%的复合材料首次放电容量较之商品碳提高了24%,且能保持较好循环稳定性,10次充放电循环后,容量保持率为85%。

SiO_2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。

碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料的制备及强化传热研究

以石蜡为相变材料,膨胀石墨为载体,碳纤维为强化传热介质,利用膨胀石墨对石蜡良好的吸附性及碳纤维高的导热性,制备了碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料。采用扫描电镜、差示扫描量热仪、温度巡检仪对制备的碳纤维/石蜡/膨胀石墨复合相变材料热性能进行了测试和表征。实验结果表明,添加了碳纤维的石蜡/膨胀石墨复合相变材料的相变潜热随石蜡含量的降低而减小,随碳纤维含量的增加复合相变材料的相变温度略有降低,相变提前发生,随碳纤维含量的增加复合相变材料的导热性能大幅度提高。

磁流变液材料的性能与应用综述

磁流变液是一种流变特性可控的新型智能材料,具有响应快(毫秒级)、连续可调、能耗低等优良特点,在机械工程、汽车工业、精密加工、主动控制等领域具有广阔的应用前景。本文在总结近年来国内外有关磁流变液材料研究成果的基础上,分别从复杂流体、智能流体、结构流体三方面对磁流变液进行了概念界定,着重阐述了磁流变液的磁性能、流变特性、稳定性、再分散性以及摩擦学性能,分析了其中需重点解决的问题,并对磁流变液在工程中的应用进行了总结,最后从材料物理状态、结构流变学的角度对磁流变材料体系的进一步发展进行了展望。

环氧树脂体系功能化研究进展

简述了环氧树脂的优异性能,对国内外环氧树脂作为灌浆材料、环氧防辐射材料、金属防腐材料、环氧树脂防火材料、环氧树脂粘结材料和环氧绝缘材料等6种类型的功能化材料研究现状进行了分类总结和详细分析。在此基础上,指出了目前环氧树脂体系功能化研究存在的问题,最后展望了未来环氧树脂功能化研究的发展方向。

石蜡/膨胀石墨复合相变材料对磷酸镁水泥水化性能的影响

提出了利用石蜡/膨胀石墨复合相变材料(CPCM)的热效应调控磷酸镁水泥(MPC)水化热的方法,通过测试加入CPCM的凝结时间、流动性、水化温度、抗压强度和导热系数等性能的变化,研究了CPCM对MPC水化性能的影响。结果表明,可以通过CPCM相变吸放热来调控MPC的水化热,使其水化体系温度降低,水化反应速度减慢,达到降低水化热的目的;但是会使MPC的抗压强度下降,加入钢纤维会大幅度提高其抗压强度;机理分析表明CPCM不参与MPC的水化反应,而是与MPC物理结合,保持了各自的优良性能,保证了MPC体系的结构稳定和性能优良。

有机化学实验教学内容的绿色化改进

绿色实验教学由于其低能耗、低污染和低毒害等特点而日益受到重视.分析了目前有机实验教材和实验课程的现状,指出绿色化研究应该集中于制备实验的改进,建议教学中的制备反应不仅要符合绿色化学的12项原则,还必须具备试剂绿色廉价、反应时间较短和体现有机合成新技术等3个特征,推荐了几类代表性的绿色有机制备反应.

水泥基渗透结晶型防水材料对硫铝酸盐水泥固化土性能影响及机制分析

水泥土固化过程中Ca^(2+)浓度会随水化反应的进行而逐步降低,导致水泥颗粒未完全水化,固化土强度增长受限,而水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)中活性物质能催化未水化水泥颗粒反应。选择硫铝酸盐水泥(SAC)为胶凝材料、CCCW为添加剂,通过单掺与复掺的方式,结合X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)表征,分析了固化土的无侧限抗压强度、水稳定性、耐干湿循环性能及微观结构。结果表明,复掺16%混合料(4%CCCW+12%SAC)的固化土强度是同掺量下单掺SAC固化土强度的1.5倍,且比单掺20%SAC的固化土强度高1.41 MPa;复掺16%混合料(4%CCCW+12%SAC)的固化土泡水2~8 d软化系数平均达0.97,而同掺量下SAC固化土平均仅为0.73;单掺的固化土强度随干湿循环次数增加逐级降低,而复掺混合料的固化土强度呈波浪式发展;CCCW中活性物质能增加固化土中钙矾石生成量并修复微裂缝,钙矾石长径比显著增大,可直接连接两个甚至多个土颗粒,形成三维网状结构,显著提高结晶体的微观加筋、骨架及填充作用,改善SAC固化土强度、水稳定性及耐干湿循环性能。

复合相变材料的制备及其对磷酸镁水泥水化热的影响

以石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构制备复合相变材料(CPCM),采用差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪、导热系数测试仪和RC-4温度测试仪,研究了CPCM的性质及其对磷酸镁水泥(MPC)水化产物、导热性以及水化热的影响规律。实验表明,与石蜡相比,CPCM的相变温度、相变焓略有降低,颗粒粒径减小,分散性提高,导热性能增强;CPCM是石蜡和膨胀石墨的物理复合,没有新物质生成,具有相变材料良好的热性能,通过CPCM相变,吸收MPC水化放出的热量,使得水化体系温度降低,MPC水化反应速度减慢;CPCM加入MPC后,CPCM相变控温范围无明显变化,MPC导热系数略有减小,MPC水化产物无明显变化,吸热峰温度略有升高,热稳定性提高。

平面各向异性羰基铁/树脂复合吸波材料的设计

制备了平面各向异性羰基铁并研究了平面各向异性羰基铁/树脂复合材料的介电常数与磁导率的频谱特性,发现其具有较好的高频磁性,随着平面各向异性羰基铁体积百分含量的增大,复合材料的介电常数和磁导率均增大,介电常数的增加速率快于磁导率的增加速率。依据平面各向异性羰基铁/树脂复合材料的电磁频谱特性,通过阻抗匹配设计方法,优化设计了单层和双层平面各向异性羰基铁吸波复合材料,其中当第1层厚度为0.6mm,第2层厚度为1.7mm时,材料在-10dB以下的频带宽度达到10GHz,最小反射损耗值为-25.4dB。

二十二烷/膨胀石墨复合相变材料的制备与表征

基于膨胀石墨(EG)良好的热性能和吸附性,以膨胀石墨为吸附介质,以二十二烷(DE)为相变材料,用熔融共混法制备了二十二烷/膨胀石墨复合相变材料,采用扫描电镜、差示扫描量热仪、综合热分析仪、X射线衍射仪等对其进行性能测试和表征分析。结果表明,膨胀石墨具有网络状微孔结构,通过与二十二烷的物理结合将其封装,使其稳定性提高,同时颗粒粒径较小且均匀性较好,分散性提高;随着膨胀石墨含量的增加,复合相变材料导热系数提高、热稳定性增强;复合相变材料的相变温度较二十二烷略有降低,过冷现象得到改善,并具有较高的相变潜热;综合分析,复合相变材料中膨胀石墨的最佳含量为10%(质量分数)左右。

热化学反应法制备Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层及其性能研究

目的研究Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层对金属基体的热防护性能。方法以钠、钾混合硅酸盐溶液为粘结剂,添加Al_2O_3、TiO_2、MgO、SiO_2等陶瓷骨料,采用热化学反应法在304不锈钢基体表面制备了Al_2O_3-13%TiO_2陶瓷涂层(记为AT13)。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观形貌、物相变化进行表征。在AT13涂层的基础上,预先喷涂金属Ni/Al过渡层,制备了AT13梯度涂层(记为AT13grade),综合比较分析了两种涂层在不同温度下固化后的结合强度,描述了涂层的高温氧化动力学曲线,对涂层的热震性能及失效机理进行了分析。结果涂层在800℃烧结固化后,致密性较好,涂层与金属基体之间呈现冶金结合,TiO_2发生了从锐钛相到金红石相的转变,α-Al_2O_3和金红石型TiO_2是陶瓷涂层耐高温的主体晶相结构。经1200℃高温氧化后,梯度涂层和非梯度涂层的增重与空白试样相比分别减少了0.223 mg/cm2和0.155 mg/cm2。800℃热震试验时,梯度涂层和非梯度涂层的热震循环次数分别为17次和6次。结论在涂层与基体之间制备金属Ni/Al过渡层能增强涂层的结合强度,提高其抗氧化性能,缓解陶瓷材料与金属基体之间的热膨胀系数差异,提高涂层的抗热震性能。梯度结构的陶瓷涂层具有更好的热防护性能。

国内外红外隐身材料研究进展

从红外探测系统的探测方法和Stefan-Boltzmann定律两个方面分析红外隐身材料的隐身原理,得出红外隐身的主要措施有降低目标表面红外发射率和控制目标表面温度。综述了低发射率涂层材料、控温涂层材料、智能隐身材料和生物仿生隐身材料等四种红外隐身材料近几年的国内外研究现状。指出了目前红外隐身材料研究存在的问题,在此基础上,展望了红外隐身材料未来的发展方向。

膨胀石墨基复合相变材料的热稳定性研究

以膨胀石墨(EG)为载体材料,烷类(二十一烷、二十二烷)和脂肪酸类(正癸酸、硬脂酸)为相变材料,采用熔融共混法制备了不同类型膨胀石墨基复合相变材料,通过对其微观形貌、结构组成、热稳定性等表征测试,探究不同种类膨胀石墨基复合相变材料的热稳定性原理。结果表明,EG具有大量不同尺寸、结构和层次的微孔结构,是由10~50μm厚的石墨片叠合成的平行塌陷片层构成,具有良好的吸附性和稳定性,EG通过微孔束缚、氢键及表面极性等作用对相变材料进行物理吸附,使其热稳定性提高;随着EG含量的增加,烷类复合相变材料的热分解温度逐渐升高,分解速率减慢,脂肪酸类复合相变材料分解温度有所降低,分解速率减慢,但二者都在25~80℃间表现出良好的热循环稳定性,具有优良的热效率和热稳定性,满足中低温体系的温度调控要求。

平面各向异性羰基铁/铁氧体复合吸波材料的设计

研究了平面各向异性羰基铁/石蜡、铁氧体/石蜡同轴样品的介电常数与磁导率频谱特性,制备了平面各向异性羰基铁与铁氧体不同配比的石蜡同轴样品,并测试了样品的电磁频谱,发现以适当配比对二者进行复合后,可以发挥各自的优点。以环氧树脂-聚酰胺固化剂体系为基,按铁氧体和平面各向异性羰基铁的体积分数均为10%制备了厚1.3 mm的单层平板吸波材料,测试了其在8～18 GHz频段内的反射损耗曲线,其最小反射值达到了-19.7 dB,小于-10 dB的带宽达到8 GHz。

有机化学课程教学的几点思考

在分析有机化学课程特点的基础上,指出影响教学效果的3个因素,并举例阐述了教学方法和教学思维对教学效果的重要性.

稀土吸波材料的研究进展

吸波材料是一种重要的特种材料,对解决电磁污染、电磁兼容以及提升武器装备的隐身能力起着重要的作用。从吸波材料的应用出发,介绍了稀土增强材料吸波能力的机理,然后分别从稀土元素掺杂铁氧体材料、稀土过渡金属间化合物、稀土锰基氧化物LSMO材料以及稀土掺杂磁性薄膜几方面,对吸波材料中这类重要的稀土吸波材料的研究现状进行了论述。