还原合成技术在无机材料合成中的应用及进展

碳热还原、镁热还原、铝热还原合成技术广泛应用于无机材料的合成中,应用它们可以制备碳化物、硼化物、氮化物、金属单质及复合材料等多种新型材料。自蔓延高温还原合成技术(SHS Reduction)是一种工艺简单、节能、高效的制备高技术材料的先进方法,主要有镁热还原SHS技术和铝热还原SHS技术。本文阐述了传统还原合成工艺及自蔓延高温还原合成技术在无机材料合成中的应用及进展。

剑麻纤维处理方法对SF/PF共混复合材料动态力学性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂(A-1120)及阻燃剂(硼砂-HCHO-NaHSO3)对剑麻纤维进行表面处理,通过模压成型工艺制备了剑麻纤维/酚醛树脂(SF/PF)共混复合材料。采用动态力学性能测试(DMA)研究了SF表面处理方法对SF/PF共混复合材料动态力学性能、蠕变及应力松弛性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了SF/PF共混复合材料冲击断面的形态。结果表明,SF经偶联剂处理后,SF/PF共混复合材料的储能模量达到6310MPa,玻璃化转变温度(Tg)达到216℃,其储能模量和Tg分别比未处理复合材料提高2倍和15℃;SF经阻燃剂处理后,SF/PF共混复合材料的蠕变和应力松弛性能得到提高,SEM观察表明,SF表面处理对提高材料的界面粘接性具有一定的作用。

CaCu_3Ti_4O_(12)高介电材料的研究现状与发展趋势

CaCu3Ti4O12(CCTO)介电陶瓷材料以其高介电常数、高热稳定性和强烈的非线性等优异性能,在科学研究和实际应用中成为当前介电材料领域研究的热点。本文综述了迄今为止介电常数最高的CCTO钙钛矿体系介电陶瓷材料的相关进展,介绍了几种制备方法,评述了CCTO高介电陶瓷的掺杂改性和复合的研究现状,并对其发展趋势作了展望。

液晶聚氨酯／酚醛树脂共混复合材料的力学性能和摩擦性能

使用自行合成的联苯型液晶聚氨酯(LCPU)与热塑性酚醛树脂(PF)通过原位复合的方法制备了一系列不同LCPU含量的LCPU/PF共混复合材料。研究了不同LCPU含量对LCPU/PF原位复合材料的力学性能,玻璃化转变温度和摩擦性能的影响,采用SEM研究了不同LCPU含量对LCPU/PF复合材料的磨损面及磨损机理的影响。结果表明,LCPU的加入可以显著地改善材料的力学性能,冲击强度提高18.7%、弯曲强度提高37.1%;玻璃化转变温度提高18℃;在摩擦系数几乎不变的情况下可以明显降低材料的磨损体积。

非晶态纳米氢氧化镍电极材料物理特性与电化学性能(英文)

采用快速冷冻沉淀法制备出了非晶态纳米氢氧化镍。对制得材料样品进行了XRD,SEM,TEM,DSC和比表面积与孔径分析,将其制成MH-Ni电池正极材料进行充放电性能测试。结果表明:材料粉体为非晶态,颗粒粒度为纳米级,类似球形。非晶纳米Ni(OH)2的热分解温度286.4℃低于常规球形Ni(OH)2的热分解温度333.8℃,同时具有较大得比表面积和孔径,分别为76.2089m2·g-1和37.7nm。与普通β-Ni(OH)2相比较,非晶态纳米氢氧化镍电极充电电压低,放电电压平台时间长,且高达1.258V,放电比容量为349.85mAh/g,具有较好的循环性能,20次循环后其容量衰减仅为1.28%。

Al_2O_3/环氧树脂复合材料导热性能的研究

分别选用纳米和超细A l2O3填料,采用直接分散法制备A l2O3/环氧树脂复合材料,研究了不同填料含量的复合材料的导热性能,并结合理论模型探讨粉体粒径对导热性能的影响。结果表明:随着A l2O3含量的增加,复合材料的导热系数增大。当加入40%的超细A l2O3填料时,复合材料的导热系数达到0.535 W/(m.K),是纯环氧树脂的3倍。实验测量值与Y.Agari模型参数均表明:超细A l2O3的体系中粒子更容易形成导热链,可以更有效地提高环氧树脂体系的导热性能。

粉体填充聚合物材料的热传导理论

综述了国内外有代表性的预测粉体填充聚合物材料的热传导理论,应用这些理论公式研究了粉体的含量、形态、复合界面等因素与复合材料热导率的关系,简要介绍了这些热传导理论的特点及其与实验值的偏差。

锂离子电池正极材料LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的合成及性能

采用氢氧化物共沉淀法合成了Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体,然后以Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH·H2O为原料,合成出了层状锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。通过XRD、SEM和电化学测试对LiNi1/3-Co1/3Mn1/3O2材料的结构、形貌及电化学性能进行了测试和表征。结果表明,800℃烧结12h所合成的样品粒度大小分布比较均匀,该材料以0.2C充放电,其首次放电容量为150mAh·g-1,循环30次后容量为137mAh·g-1。

UP/GF/TLCP原位混杂复合材料的性能研究

采用自行合成的双键液晶聚合物(TLCP),通过原位复合的方法制备了不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)/TLCP原位混杂复合材料。研究了TLCP用量对UP/GF/TLCP复合材料的磨损性能、流变性能和材料表面电阻和体积电阻的影响。结果表明,TLCP用量对材料的流变性能、磨损性能和吸水性能有较大影响,当加入质量分数为5%的TLCP时,材料的流动性能最好,熔体体积流动速率达到0.097cm3/s;当TLCP质量分数为7.5%时,材料的磨损量比未加TLCP的材料减少50%;随着TLCP用量的增加,材料的吸水性降低;TLCP用量对材料电性能影响不大。

复合掺杂PO_4^(3-)和Al^(3+)的α-Ni(OH)_2电极材料稳定性能研究(英文)

采用化学反应共沉淀法制备出PO43-和Al3+阴阳离子复合掺杂的α-Ni(OH)2粉体,采用X射线衍射仪(XRD),电子能谱(EDS),红外光谱(IR)和热重分析技术(TG-DSC)表征了其结构和组成。结果表明:添加PO43-和Al3+离子的α-Ni(OH)2增加了层间距,充放电循环测试表明复合掺杂的α-Ni(OH)2在15次循环结束后没有发生相变,循环伏安曲线呈现较好的重现性,表明了复合掺杂的α-Ni(OH)2在碱性电解液中具有较高的结构稳定性,放电容量达348.51mA/g。

纳米非晶态Ni(OH)_2电极材料的稀土掺杂改性研究

为了提高镍基二次电池正极材料的电化学性能,采用微乳液快速冷冻沉淀法制备出稀土Ce掺杂纳米级非晶态氢氧化镍粉体材料。采用Raman,XRD,SEM和TEM对其结构形态进行了表征分析,采用交流阻抗谱(EIS)和充放电性能对其电化学性能进行了测试。结果发现,掺入适量的Ce可以进一步增强纳米非晶态氢氧化镍的无序性并且使颗粒细化,进而使其电化学反应的电荷转移电阻降低,电化学活性明显增强。样品作为MH-Ni电池正极材料以0.2 C充放电,终止电压为1.0 V,当掺杂Ce的质量分数为4%时,其放电比容量达到336.7 mAh/g,这明显高于晶态β-氢氧化镍电极材料289 mAh/g的理论容量,说明纳米非晶态氢氧化镍作为高活性电极材料具有很好的应用前景。

蒸汽爆破处理对酚醛/SF/GF复合材料静态及动态力学性能的影响

为研究经蒸汽爆破处理过的剑麻纤维(SF)对酚醛/SF/玻璃纤维(GF)共混复合材料的界面作用及力学性能的影响,对蒸汽爆破处理过的SF、GF和酚醛树脂(PF)进行辊炼、模压成型,制得PF/SF/GF复合材料.采用静态、动态力学分析研究了SF含量对复合材料力学性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了材料冲击断面的形态.结果表明,SF的加入对PF/SF/GF复合材料的性能有较大提高,与未加入SF相比,当m(SF)∶m(GF)=1∶1时,复合材料的冲击强度提高了25%,耐磨性能提高了66%,损耗峰向高温方向移动了约12℃.冲击断面的SEM分析说明复合材料的界面粘结作用有了明显的改善.

复合材料学教学改革探讨

本文从教学内容、教学方法和考核方式等方面入手就选修课复合材料学的教学改革作了分析和阐述。

UP/GF/TLCP混杂复合材料的流变性能与力学性能

采用自行合成的不同相对分子质量(n)的热致性液晶聚合物(TLCP)与玻璃纤维(GF)混杂改性不饱和聚酯(UP),固定TLCP用量为5%(质量分数),研究了UP/GF/TLCP复合材料的流变性能和力学性能,分析了材料的冲击断面微观形貌。结果表明,TLCP的相对分子质量(n)对复合材料流变性能和力学性能有很大影响,当n不大于10时,复合材料的流变性能和力学性能随n的增加而提高。当n=10时,复合材料的流动性能和弯曲性能最好,熔体流动速率达到164.1 g/(10 min)。常温下弯曲强度和弯曲模量达到82.88 MPa和6.03 GPa,分别提高了31.3%和30.8%。当n=50时,复合材料的冲击强度最佳,达到5.196 kJ/m2,是未加TLCP材料的1.62倍,冲击断面形貌表明,TLCP相对分子质量对复合材料的界面粘合作用影响显著。

聚丙烯／尼龙6／纳米蒙脱石复合材料的制备及热性能研究

采用熔融插层法成功制备了聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)/有机化蒙脱石(OMMT)纳米复合材料。用X射线衍射分析(XRD)和透射电镜(TEM)观察了OMMT层间距的变化和材料的结构;用示差扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)研究了热性能,并考察了纳米复合材料的拉伸强度。研究结果表明,OMMT的层间距由2.200 nm扩大到2.800 nm,PP/PA6合金高分子链取代了有机化蒙脱石层间的十六烷基三甲基溴化铵而进入到蒙脱石的片层间,加入质量分数为4%的OMMT的复合材料不仅使材料的拉伸强度提高了约15%,还提高了材料的热稳定性,使剩炭率增加了8.1%。

固化剂用量对SF/UF共混复合材料力学性能的影响

剑麻纤维(SF)经碱处理后与自制的低毒改性脲醛树脂(UF)、固化剂等原料进行捏合、模压成型,制成SF/UF共混复合材料,研究了不同固化剂用量对复合材料力学性能的影响:并用DSC对树脂进行了固化分析,采用扫描电镜(SEM)对材料的微观形貌进行了观察.结果表明,固化剂用量对复合材料的力学性能有较大影响:用量为1.0%时,复合材料的冲击强度达到12.39 kJ/m2,磨损体积仅为1.47×10 mm3,弯曲强度达到了55.24 MPa.

大学无机材料专业双语教学实践

介绍了双语教学模式,论述了多媒体课件的制作与应用,并对双语教学的效果进行了分析。

氢氧化铝含量对聚酯/玻璃纤维复合材料阻燃性能和力学性能的影响

通过熔融混炼和模压成型工艺,制备含氢氧化铝(ATH)的干式不饱和聚酯/玻璃纤维(UP/GF)共混复合材料。采用氧指数法(LOI)和垂直燃烧法(UL94)表征UP/GF复合材料的阻燃性能,采用DMA研究UP/GF复合材料的动态力学性能,采用静态力学方法研究UP/GF复合材料的冲击和弯曲性能。结果表明:UP复合材料中,ATH的含量在25%时,既能够满足V—0级阻燃级别,氧指数值为28.7%,且材料的冲击和弯曲强度分别为5.66kJ/m2和58.72MPa,同时也有较好的动态力学性能。

球形正极材料LiNi_(0.8-x)Co_(0.2)Al_xO_2的合成与表征

以LiNO3、Al(NO3)3.9H2O、Co(NO3)2.6H2O和球形Ni(OH)2为原料,采用熔盐包裹法在空气中合成了LiNi0.8-xCo0.2AlxO2.采用XRD、SEM和电池性能测试仪研究了合成产物的结构、形貌和电化学性能.考察了合成温度、合成时间、掺铝量和锂过量对合成产物结构的影响.实验表明,采用熔盐包裹法在空气中合成的LiNi0.8-xCo0.2AlxO2具有α-NaFeO2型层状有序结构和球状形貌,并具有良好的电化学性能,其中LiNi0.7Co0.2Al0.1O2的最大放电比容量达到157.7 mAh/g.在空气中合成LiNi0.8-xCo0.2AlxO2的最佳工艺条件为合成温度750℃,合成时间16 h,锂过量10%(摩尔分数).

新型陶瓷减水剂的合成及应用研究

本文合成了一种新型的梳形聚羧酸系高效减水剂,并采用红外光谱、广角X射线衍射、差热分析及光学显微镜(POM)等手段对其分子结构进行了表征,并与两种传统的无机减水剂进行了比较。结果表明:所合成的减水剂是一种高效的陶瓷助磨减水剂和增强剂,当聚羧酸系用量为0.3%时,能使泥浆的粘度降到21s,抗压强度达6MPa。