高韧性形状记忆树脂的制备与性能

通过不同结构的2种固化剂的混杂应用,制备形状记忆树脂.研究形状记忆环氧树脂增韧性能,对不同组份和增韧剂的环氧树脂力学性能和形状记忆性能进行动态力学性能、拉伸性能、形状记忆性能考察,并通过扫描电子显微镜进行断口形貌微观分析.拉伸试验结果表明,增韧剂质量分数为12%的形状记忆环氧树脂的断裂伸长率可达41%,从拉伸应力-应变曲线中可观察到明显的屈服平台,断口形貌的扫描电镜观测结果也表明发生明显的韧性断裂.形状记忆折叠展开实验与动态力学测试表明,玻璃化温度(Tg)在61.1~78.4℃所制备的所有样品均具有良好的形状记忆恢复性能,可满足较广泛应用环境的需求.     

栓皮栎出苗期的活动温度和积温研究

利用分期播种的试验方法,在人工气候箱和苗圃地两种环境下,采取人工模拟环境和自然环境分别测试栓皮栎出苗期土壤温度及出苗率.依据积温学说进行数据处理,确定了栓皮栎的活动温度和出苗所需的活动积温.结果表明:1)在人工环境中,当设定环境温度为6℃时,栓皮栎种子未发芽;当环境温度提升至8℃时,种子零星发芽;当设定环境温度为10℃与12℃时,其出苗率接近80%,因此确定栓皮栎的活动温度为10℃.2)在人工环境中,出苗率为60%与80%的积温相差较小,平均出苗积温为1000℃·d;在自然环境中,由于受环境影响栓皮栎幼苗出苗整齐性较差,因此以出苗率为60%对应的活动积温1300℃·d作为栓皮栎幼苗出苗活动积温.     

石墨烯辅助水热法合成ErF_3微纳米晶

采用石墨烯辅助合成,在T=180℃、t=24 h、p H=6条件下通过水热法合成了Er F3纳米晶。通过改变反应时间,实现了对产物形貌的控制合成。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)等对样品的晶体结构和形貌进行表征并提出了晶体的形成机理。结果表明反应时间对产物形貌的影响较大,当反应体系为12 h、p H=6、T=180℃时,产物形貌为球状;当反应时间为24 h,产物形貌为规则均匀的长方体;当反应时间为36 h时,晶体的均一性最好,此时产物Er F3晶体长度约为2.4的μm棒状产物;当反应时间为48 h时,产物形貌是哑铃状。     

光纤光栅传感器高温粘接失效机理实验

随着耐受温度的不断提高, 高温光纤光栅在高温热结构领域的应用潜力愈发明显. 高温粘接是一种实现光纤光栅传感器应用的最简单有效的方法, 但高温环境使得高温粘接存在多种失效的可能. 通过高温拉伸和剪切实验研究了光纤光栅传感器与超高温陶瓷粘接的粘接性能, 结合断口的宏微观形貌观察研究了高温粘接的失效机理. 研究结果表明: 当温度为 500 和 650 ℃ 时, 粘接破坏是包含界面破坏和粘接剂内聚力破坏的混合破坏模式, 并且以粘接剂内聚力破坏为主; 在 800 和 1 000 ℃ 环境下, 粘接失效主要是缘于界面破坏. 在热和力的共同作用下, 粘接剂内部的孔洞逐渐扩展为裂纹, 导致抗拉强度减弱, 而单纯的高温热处理却会提高粘接性能.     

真空退火对ZnS与PbS混合薄膜结构和光学性质的影响

采用电子束蒸发的方法在石英基片上一次沉积厚度约为400nm的ZnS与PbS混合薄膜多个样品,随后将不同样品在3×10-3Pa的真空中分别以100～600℃退火1h.样品的成分、结晶性能、表面形貌和光学性质分别采用X射线能量色散谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和分光光度计等进行检测.结果表明,制备态样品为非晶态,300℃真空退火的样品已开始结晶;当退火温度不低于500℃时,退火过程中,混合薄膜中的PbS大量挥发,退火后样品中的PbS含量明显减小.随着退火温度从100℃升高到600℃,样品的表面粗糙度和表面颗粒尺寸是先减小、后增大;光学透射率则呈现先升高后下降再升高的变化特性;退火后混合薄膜光学性质的变化与薄膜的成分、结晶性能和表面形貌的变化密切相关.     

导电型形状记忆聚合物的制备及性能测试

以环氧树脂、胺类固化剂DDM为原料,经过化学反应得到形状记忆环氧树脂,将其作为基体,加入导电炭黑,采用共混的方法制备了导电型的形状记忆环氧树脂.通过实验方法,研究了炭黑含量对导电型的形状记忆环氧树脂的形状记忆性能、拉伸性能、黏弹性能、导电性能等的影响.实验结果表明,导电型的SMP具有较好的形状回复性能.通过不同温度下的应力松弛实验,显示随着温度的升高,炭黑含量不同的4种样品的弹性模量均降低;随着炭黑含量的增加,各种样品的玻璃化转变温度呈递减状态,同时SMP复合材料的黏弹性减弱,材料表现为一定的绝缘性;当炭黑含量达到25%时,体积电阻率急剧下降,导电性迅速提高.     

合成条件对In2O3纳米线阵列结构及气敏性能的影响

用SBA-15硬模板复制技术在不同温度下制备具有纳米线阵列结构的In₂O₃系列样品.利用X射线衍射仪、场扫描电子显微镜和紫外可见光光度计对样品的晶体结构、晶粒尺寸、晶胞参数、形貌及带隙宽度等进行表征,并测试分析样品对乙醇气体的气敏性能.结果表明：样品均为球形纳米In₂O₃晶粒有序排列生长组成的三维纳米线阵列结构;随着烧结温度的增加,样品的晶粒尺寸和纳米线直径增大,纳米线间距减小;当烧结温度为450～650℃时,样品的晶胞参数和带隙宽度随烧结温度的增加分别呈增大和减小趋势;当乙醇气体质量浓度为1×10^-4 mg/L,测试温度为320℃时,450℃烧结In₂O₃样品的灵敏度最大为50.59.     

环境温度对甲醇/汽油发动机冷起动排放影响的研究

在一台4缸进气道喷射汽油机上,研究了环境温度在从15℃下降到-25℃的过程中,4种甲醇汽油混合燃料低温冷起动的排放特性.结果表明:在试验环境温度下添加甲醇均能显著减少冷起动阶段HC和CO的排放.在冷起动过程中,HC的平均排放随着环境温度的降低而呈指数增加;随着甲醇添加比的增大,HC排放的增加量逐渐减小,当甲醇的体积分数超过30%时,HC排放减少得并不明显.CO平均排放随环境温度的变化趋势与HC有所不同,当环境温度从5℃下降到-7℃时,CO排放增加了约10倍,随着温度的继续下降,CO排放变化不大.甲醛和甲醇非常规排放随着甲醇添加比的增大而增加,随着环境温度的降低而增加.     

混凝土的高温变形与微结构演化

研究了普通混凝土及纤维混凝土在高温作用下的热变形、力学性能及微结构演化.试验结果表明:普通混凝土和纤维混凝土在200 ℃高温作用下抗压强度下降了18%和8%;800 ℃时下降了70%和33%.混凝土与骨料随环境温度增加线性膨胀,当温度达到900 ℃时,其线膨胀率分别达到1%和3.4%.水泥净浆在160℃前先膨胀,后线性收缩;环境温度为800℃时,其线性收缩率为1.5%,质量损失率为19.1%.骨料与净浆在高温作用下的变形差异导致了混凝土浆集界面区裂纹的产生与扩展.聚丙烯纤维掺加并不能显著改变混凝土及浆体的热变形性能,但环境温度由400℃升至800℃,熔融纤维空洞直径仍能保持原有直径的74%,有助于水蒸气的排出.     

溶胶—凝胶法制备的钡铁氧体的微结构和磁性能

采用溶胶—凝胶法制备了M型纳米钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19)),并进一步研究了不同pH值、煅烧温度和保温时间对样品微结构和磁性能的影响,用X射线衍射、扫描电子显微镜和振动样品磁强计对样品进行了表征和测量.当溶液pH在3以上时,比较容易生成BaFe_(12)O_(19)纯相,纯相样品的形貌基本为六角片状;样品的晶粒尺寸随煅烧温度的增大和保温时间的延长而变大;样品的磁性能与热处理温度有密切关系,1 200℃时样品磁化强度最佳:M_s=75.24 emu/g,M_r=35.18 emu/g;在950℃时矫顽力达最大值:H_c=3.33×10~5A/m.     

PLA/PAE复合材料的形状记忆效应及机理研究

制备了聚乳酸(PLA)与聚酰胺弹性体(PAE)复合增韧体系,研究了其在低温强迫高弹形变后的形状记忆效应,并对复合材料形状记忆机理给出了合适的理论解释.考察了PAE弹性体含量、回复温度、应变量等因素对复合材料形状记忆效应的影响.研究结果表明:随着PAE弹性体的增加,复合材料的形状回复率大幅度下降;应变量降低时,复合材料形状回复率和拉伸强度回复率随之增高;回复温度高于70℃时,形状回复率高达90%以上,而且随着回复温度的继续升高,形状回复率变化幅度不大,但可使形状回复时间缩短.     

Ce—Y—TZP陶瓷中的马氏体相变与形状记忆效应

用共沉淀法制备了8mol?O2-0.25mol%Y2O3-ZrO2(8Ce-0.25Y-TZP)、8Ce-0.50Y-TZP和8Ce-0.75Y-TZP3种成分的超细粉,于1500℃分别烧结2、3、6h成形。8Ce-0.25Y-TZP的马氏体相变开始温度Ms在室温以上,室温下基本上不具有形状记忆效应;8Ce-0.50Y-TZP的形状记忆效应最佳,其中烧结6h的试样最大可恢复应变为1.18%;8Ce-0.75Y-TZP的形状记忆效应较差。Ms与材料的强度密切相关,晶粒大小和密度等也有影响。     

水分促使抛光铝粉热自燃临界温度和诱导时间

采用等温与非等温C80微量热试验及Semenov和Frank-Kamenetskii 热自燃理论对水分促使抛光铝粉热自燃的临界温度和各阶段诱导时间进行了研究.结果表明,Al₂O₃-H₂O与Al-H₂O反应均遵循Arrhenius动力学机制,反应活化能分别为61.7和 138.6kJ·mol^-1;堆积铝粉热自燃诱导时间由两阶段组成,第一阶段为氧化铝薄膜水解时间,第二阶段为铝-水反应放热系统由环境温度达到不返还温度T_○NR的时间,该时间取决于铝粉堆积状态和堆积质量.当环境温度为25℃时,第一阶段诱导时间为155.6h;当25kg铝粉以圆柱形集尘桶状态堆积时,相同环境温度下第二阶段诱导时间为0.7h,铝粉自燃临界温度为24.9℃,铝粉具有热自燃危险性,且诱导时间随堆积质量增加而延长.     

7050合金电流均匀化过程中的温度分布

研究了电流、风机频率、冷却水和辅助加热对7050合金均匀化过程中温度场分布的影响.结果表明:单纯施加电流时,试样心部及表面温度分布十分不均匀.电流为1500A时,试样中心点处温度只能达到402℃.在电流加热过程中采用吹风方式,心部与表面温差为79℃.采用辅助加热后,心部与表面温差小于±5℃.利用ANSYS建立的温度场数学模型,预测电流为16000A、尺寸为100mm×200mm×2000mm试样的中心点心部温度为324℃,心部与表面温差为1℃.在铝合金均匀化过程中,施加1000A电流,可有效促进晶界残余相的溶解.     

三维TiO2纳米材料的制备及其光电性能的研究

采用溶剂热法,在环己烷-水体系中通过控制温度,在环己烷-水的液-液界面获得了由一维纳米棒组装而成的3种不同形貌的三维（3D）TiO2纳米材料,并对其组装的染料敏化太阳能电池（DSSC）的光电性能进行了分析。研究结果表明,温度对3DTiO2纳米材料的形貌有很大的影响,在60℃时,一维（1D）纳米棒只是组装成简单的3D球状结构;当温度升高至90℃和120℃时,形貌发生了明显的变化,球状结构转变为花状结构;当温度升高至150℃时,获得了海胆型形貌。由于形貌和粒径的影响,3DTiO2纳米材料对光的吸收能力以及比表面积均有明显地变化,从而导致其组装的DSSC的总光电转换效率差异很大,3D海胆型TiO2纳米材料组装的DSSC的总光电转换效率最大。     

四针状纳米氧化锌的制备及其场致发射特性的研究

对利用高温气相氧化法制备四针状纳米氧化锌进行了研究,实验表明：制备炉的温度对样品的性能影响较大,温度低于800℃,短时间内得不到明显的反应产物,温度高于1 000℃,白雾状产物也有所下降,最佳反应温度约为900℃。样品具有优良的场发射特性,开启电场仅为1.6 V/μm。获得1.0 mA/cm^2的电流密度也只需要4.5 V/μm的电场。     

变温工况下可燃制冷剂的爆炸极限

鉴于当前紧迫的HCFCs淘汰形势,很多学者针对替代潜力较大的HFC161和HC1150的热力性质、循环性能以及常温下可燃性等进行了研究,然而针对变温工况下上述可燃制冷剂爆炸极限影响规律的研究却极为少见.为此,本课题组建立了一套由上位机自动控制的可燃气体爆炸极限测试系统,并对HFC161和HC1150在-3～55,℃范围内的爆炸极限进行了试验研究.结果表明:在一定的温度范围内,温度升高会使不可燃的混合气体出现热激化现象,而成为可燃可爆状态.当环境温度由-3,℃升高到55,℃时,HFC161和HC1150的爆炸极限范围分别增加了1.42%、4.59%.低温对制冷剂爆炸极限有较明显的抑制作用;2种工质的燃爆特性的温度敏感区大约位于10～40,℃区间,当温度高于40,℃或低于10,℃时,温度对制冷剂可燃上、下限的影响均减弱.试验结果和变化规律为可燃制冷剂在变温工况下的安全应用奠定了基础.     

铜基和钯基催化剂对甲醇加热裂解规律的影响

采用电加热装置加热甲醇,在 Cu/ZnO/Al2O3（铜基）和纯金属 Pd（钯基）两种催化剂作用下发生裂解反应,通过气相色谱仪对甲醇裂解产物进行分析研究．测量发现,甲醇经过加热催化后其气体的主要成分是 H2、CO、CH4、水蒸气和甲醇蒸汽．对其研究表明：H2体积分数峰值出现在铜基催化剂的高环境温度区域,而钯基催化剂明显有两个温度区域,分别是300,℃和500,℃的温度区域;CO 和 CH4的体积分数在所有的测试点都比较低,均小于3.0%;水蒸气体积分数在铜基催化剂下当环境温度250,℃时最大,最大值接近38%;而钯基催化剂下峰值出现在350,℃,接近17%;甲醇裂解率峰值出现在铜基催化剂的高环境温度区域,在钯基催化剂下则有两个温度区域,分别是300,℃和500,℃;催化前入口温度和催化后出口温度都随甲醇流量的增加而降低．     

工艺参数对Al-Zr中间合金中初生Al3Zr相的影响

以Al-K2ZrF6为反应体系，采用Al热还原法，研究了不同工艺参数对Al-Zr中间合金凝固过程中初生Al3Zr相的形貌、尺寸、数量及分布状态的影响.结果表明:随着熔体反应温度的增加，Al3Zr晶体的形貌由小块状逐渐长成长条状，尺寸增加，数量减少；当温度低于1000℃，晶体呈现小块状；温度高于1000℃时，晶体呈现长条状；温度为1000℃时，晶体呈现块状和长条状的混合态.与使用铁模相比，采用耐火材料模时，Al3Zr相尺寸增大，数量减小.随着K2ZrF6加入量的增加，Al3Zr相的体积分数增多，尺寸更细小，分布更均匀.