天然纤维/聚合物复合材料的研究进展

从传统均相结构、共挤出型芯-表结构的天然纤维/聚合物复合材料、纳米纤维素及微(纳)米纤维/聚合物复合材料3个方面综述了国内外利用天然纤维增强聚合物复合材料的研究现状。芯-表结构的天然纤维/聚合物复合材料(NFPC)作为新型的绿色环保型材料已成为研究热点。使用芯-表结构可以显著改善复合材料的综合性能,大大提高复合材料的使用率,并使其在原料使用和材料性能与功能上更符合循环经济和绿色环保的原则。芯-表结构NFPC的芯层与表层间的界面性能是影响芯-表结构NFPC整体性能的主要因素。在此基础上,笔者从农作物纤维/聚合物复合材料的高值化应用的角度,分析了天然纤维/聚合物复合材料研究方向和应用方面存在的主要问题及解决思路。     

透水铺装改性基层对典型径流污染物动态除污实验研究

为提高透水铺装对雨水径流的净化作用,通过优选骨料和掺入添加剂的方法对透水铺装基层进行改性,制备了沸石基层、陶粒基层、掺粉煤灰砾石基层和掺膨润土砾石基层;同时制备一组传统砾石基层作为参照对比基层;并将改性后的基层和参照基层对雨水径流典型污染物COD、TP、TN、Cu~(2+)的削减作用进行了过滤吸附实验。实验结果表明,4种改性基层对污染物去除能力整体上较传统砾石基层均有一定程度的提高;但不同改性方法对污染物的去除效果差异较大。整体来看,掺膨润土砾石基层对污染物COD、TP、Cu~(2+)的去除效果最好;但在去除TN的实验中,除沸石基层外,其他基层对TN的去除效果皆不理想。研究结果表明,过滤除污实验中,掺入添加剂方面改性,掺膨润改性基层对于污染物削减效果最好;而掺入骨料方面,沸石改性基层去除效果最佳。建议将沸石作为骨料,膨润土作为添加剂制成改性基层,以最大化实现去除污染物的作用。     

复合钢管陶瓷层相组成及致密化的研究

利用离心自蔓延高温合成技术,在普通碳素钢管的内壁涂敷一层厚度均匀的Ａｌ２Ｏ３ 陶瓷层．研究表明,在Ａｌ＋ Ｆｅ２Ｏ３ 反应体系中,适当增加配方中Ａｌ或ＳｉＯ２ 的加入量,化学反应趋向于完全,而增加ＣｒＯ３ 的加入量却得到相反的结果;在Ａｌ＋Ｆｅ２Ｏ３ 体系中同时加入ＳｉＯ２ 和ＣｒＯ３,显著降低了陶瓷层的孔隙度     

Optical polymer thin films with isotropic and anisotropic nano-corrugated surface topologies

Light reflection from computer monitors, car dashboards and any other optical surface can impair the legibility of displays, degrade transmission of optical components and in some cases may even pose safety hazards. Antireflective coatings are therefore widely used, but existing antireflection technologies often perform sub-optimally or are expensive to implement. Here we present an alternative approach to antireflection coatings, based on an extension of our photo-aligning and photo-patterning technology for liquid-crystal displays (LCDs) and liquid-crystal polymer films with smooth surfaces to optical polymer films with controlled surface topologies. Nano- and micro-corrugated topologies are shown to result from optically induced monomer phase-separation on the polymer surfaces. The properties of the resulting films make them suitable high-performance and low-cost antireflection coatings for optical components of virtually any size, shape and material. Moreover, the approach can be used to form a wide range of other functional polymer thin films with isotropic as well as anisotropic topologies. For example, films can be produced whose optical birefringence exceeds that of the birefringence of the polymer material itself. These new films can also be used as diffractive thin films, diffusers, and directional reflectors which preserve light polarization, or as substrates for aligning liquid crystals to produce bright, low-power-consumption LCDs with integrated optical functions and memory.     

Electronic transport in nanometre-scale silicon-on-insulator membranes

The widely used 'silicon-on-insulator' (SOI) system consists of a layer of single-crystalline silicon supported on a silicon dioxide substrate. When this silicon layer (the template layer) is very thin, the assumption that an effectively infinite number of atoms contributes to its physical properties no longer applies, and new electronic, mechanical and thermodynamic phenomena arise, distinct from those of bulk silicon. The development of unusual electronic properties with decreasing layer thickness is particularly important for silicon microelectronic devices, in which (001)-oriented SOI is often used. Here we show--using scanning tunnelling microscopy, electronic transport measurements, and theory--that electronic conduction in thin SOI(001) is determined not by bulk dopants but by the interaction of surface or interface electronic energy levels with the 'bulk' band structure of the thin silicon template layer. This interaction enables high-mobility carrier conduction in nanometre-scale SOI; conduction in even the thinnest membranes or layers of Si(001) is therefore possible, independent of any considerations of bulk doping, provided that the proper surface or interface states are available to enable the thermal excitation of 'bulk' carriers in the silicon layer.     

聚表二元驱油体系界面流变性研究

应用沟槽式界面粘度计和改进的测定方法,测得了聚合物与表面活性剂二元体系的表面粘度和与模拟油之间的界面粘度,结果表明,聚表二元体系表面层的流变性不同于它与油相之间界面层的流变性;提出了能够更好地描述界面流变性的无因次界面粘度,它排除了体相粘度的干扰;聚合物浓度显著影响界面流变性,当聚合物浓度位于其临界聚集浓度两侧时,聚表体系的无因次表面粘度和无因次界面粘度随表面活性剂浓度的变化趋势不同。     

氧化铝陶瓷内衬钢管的静态生成及性能研究

采用静态自蔓延铝热剂房制备陶瓷内衬钢管，添加物ＳｉＯ２６对反应过程及陶瓷衬层显微组织成份有很大的影响，直接影响反应速度和内衬层的表面质量。同时，内衬层的密度，气孔 状，抗热震性能均有一定变化，而抗蚀性能和抗磨性能对ＳｉＯ２量的变化反应不明显，适量的ＳｉＯ２对陶瓷衬层的质量有利。     

Enhanced power conversion efficiency in bulk heterojunction polymer solar cells through dual-interface morphology modification

Efficient bulk heterojunction (BHJ) polymer solar cells with a poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) hole transfer layer (HTL) were fabricated via controlling the spin coating speed of the HTL solution on a particular fluorinated tin oxide substrates of a high roughness. It shows that the functions of the photovoltaic devices increase with the increase of the HTL surface roughness. Then, an imprinting technique was employed to transfer a suitable pattern of nanostructure arrays to the surface of active layers. At the optimized spin coating speed, the photovoltaic devices exhibited a 28.4% increase in efficiency after this imprinting treatment compared with that of nonimprinted photovoltaic devices. It is mainly attributed to the achievement of high interface areas between active layers and electrodes, which not only increases optical absorption by scattering but also facilitates charge carrier collection.     

热辐射对双陶瓷层热障涂层的隔热影响

基于热传导、热对流和热辐射理论建立了双陶瓷层热障涂层不透明和半透明物理模型,采用有限元ANSYS软件模拟了稳态温度场.双陶瓷层在不透明时,顶层厚度增加,顶层上表面温度线性增加,第二层和黏结层上表面温度线性降低.在半透明性弱时,与不透明情况类似.在半透明性强时,顶层上表面温度略低于不透明时,第二层上表面温度高于不透明时,黏结层上表面温度先快速后缓慢降低再保持不变,且远高于不透明时.     

分子筛修饰电极的研究（Ⅳ）——影响分子筛修饰层的牢度和寿命的因素

用分子筛／高聚物悬浮液挥发法和分子筛／高聚物热熔法制备了两种分子筛／高聚物修饰电极，通过循环伏安法，考察了所制备电极修饰层的牢度和寿命，尤其是在反应条件下，修饰层的耐久性以及在修饰层中的分子物种的电响应的稳定性．结果显示，修饰层的牢度和寿命依赖于如下因素：修饰层中的高聚物种类、修饰层所使用的溶剂环境、修饰层中的分子筛粒子的大小、修饰层中分子筛与高聚物的比例、电解质溶液的温度以及电极与溶液间的相对运动     

添加剂对自蔓延陶瓷内衬钢管组织的影响

采用静态自蔓延高温合成法制备陶瓷内衬复合钢管 ,研究了添加剂对反应过程及陶瓷衬层的显微组织的影响 ,所用添加剂主要有SiO2 、NaF、Al2 O3、CrO3等 前三种主要起稀释剂的作用 ,能降低系统的反应温度 ,CrO3主要起激活剂的作用 ,提高反应温度 SiO2 、NaF对陶瓷衬层致密化有双重影响 ,一方面降低反应温度不利于排气 ,另一方面形成低熔点相延长熔体液相停留时间 ,促进致密化 ;添加Al2 O3降低反应温度 ,不利于排气 ,增加陶瓷层中气孔含量 ;添加CrO3提高反应温度 ,延长熔体高温停留时间促进排气     

聚合物改性硫铝酸盐水泥基防水涂料的助剂选择与优化

聚合物改性水泥基涂层工艺是一种有着良好耐候性、绿色环保的混凝土防护工艺,在混凝土表面保护工程中得到广泛应用。但由于其组分的复杂多样性,导致其性能受到诸多因素的制约。分别研究了在4种不同的敏感助剂(润湿剂、防沉淀剂、防水剂和消泡剂）作用下,聚合物改性硫铝酸盐水泥基涂料拉伸性能和吸水率的变化规律。结果表明：助剂的加入会显著影响涂料的拉伸强度和吸水率,优化涂料的微观结构;聚合物改性硫铝酸盐水泥基涂料在润湿剂质量分数为0.6%、防沉淀剂质量分数为1.5%、防水剂质量分数为2.0%、消泡剂质量分数为1.5%时,涂料的综合性能达到最优;掺加适量敏感助剂可以明显优化涂料的微观结构,使涂料内部无明显缺陷,且形成聚合物膜包裹水泥水化产物的连续结构。     

铝合金基体上Al2O3基陶瓷涂层形成机理

为消除铝合金基体上制备陶瓷涂层过程中高温对基体性能的不利影响 ,寻求一种在较低温度下制备陶瓷涂层的方法。将含有一水硬铝石和添加物的浆液施于铝合金基体表面 ,借助于在铝合金表面和涂层内部发生的一系列化学反应而原位生成 Al2 O3基陶瓷涂层。通过研究一水硬铝石在不同温度条件下的热分解反应 ,分析了涂层形成机理 ,借助于X射线衍射、扫描电子显微镜等分析技术对涂层的物相、微观结构和结合机理进行了研究。结果表明 ,利用一水硬铝石热分解在铝合金基体上制备陶瓷涂层是可行的     

SiC/Al层状复合材料的弹道冲击动态响应

本文设计并制备了两种不同结构的多层SiC/Al合金复合材料,对其进行了弹道冲击测试。其中结构A为具有两层陶瓷板和一层金属内衬板;结构B为具有三层陶瓷板和两层金属内衬板。具有三层陶瓷板的结构B,相对于具有两层陶瓷板的结构A,在弹道冲击作用下,表现出较好的结构完整性。弹道冲击后,作用于结构A的弹体质量损失大,但是其长度损失小。对于结构B,单层陶瓷板厚度较小,但是对弹体的磨蚀作用强于结构A。陶瓷/金属层状复合材料作为一个整体,金属内衬板自身也吸收一部分冲击动能,从而导致了向后的变形,同时也产生阻力对断裂锥和弹体进行减速。此外,弹－靶结合瞬间产生巨大的热量,导致弹体发生部分熔蚀,也是弹体质量和长度损失的原因之一;同时金属内衬板也发生部分熔化。     

圆筒型陶瓷-钛合金-芳纶三单元层复合靶板结构抗弹性能数值模拟及其内在机理

针对53式7.62 mm口径穿甲燃烧弹对圆筒型陶瓷-钛合金-芳纶三单元层复合靶板结构的侵彻过程,本文开展了抗弹性能数值模拟研究.模拟结果表明,弹体垂直入射将造成陶瓷块开裂破碎,最终撞击在钛合金单元层上形成凹坑,复合靶板穿深与试验所测结果吻合良好,相对误差仅为9.4%;陶瓷、钛合金、芳纶三个单元层消耗的能量所占百分比分别为83.77%,13.77%,2.46%.在此基础上,通过设置0°~70°系列不同初始时刻入射姿态角θ₀,发现弹体侵彻过程中陶瓷单元层耗散的能量占复合靶板耗散总能的比值始终最大.进一步分析陶瓷单元层可知,随着θ₀的增大,陶瓷单元层受力峰值总体呈减小的趋势.且入射姿态角不同,弹靶作用模式也存在差异.对陶瓷单元层进行耗能分析,可知其与质量损失变化大体一致.但初始时刻入射姿态角为30°时,由于弹靶作用过程以弹身接触靶板为主,靶板质量损伤大但能量获取相对较少.      

双层镀镍体系的电化学行为

本文用极化曲线、双电层微分电容曲线、循环伏安法和恒电流暂态法研究了双层镀镍体系中,镍离子还原的电极过程和添加剂在电极表面的吸附作用。实验结果表明,镍离子在阴极的还原过程受电荷转移步骤控制。虽然有机添加剂的加入增大了镶离子还原的超电势,但不会改变电极过程的控制步骤。在所加入的添加剂中,糖精的吸附能力最强,糖精分子在电极表面吸附时,随着电极电势变负由直立吸附转变为平卧吸附,此时糖精分子中的硫容易进入光亮镍镀层中,从而增加了双层镍镀层间的电势差,恒电流暂态法结果表明,在阴极上还原的镍离子直接来自溶液,不存在前置吸附步骤。     

径流式涡轮三维温度场分析

高温径流涡轮承受很高的热应力,新一代的陶瓷涡轮由于燃气初温高,以及材料固有的热脆性,使温度场、热应力的研究在陶瓷涡轮的设计中更占有重要的地位。本文用三维有限元法分析了陶瓷和金属材料的径流涡轮温度场。为了确定热传导边界条件,作者用准正交面流线曲率法确定势流流场,接着用边界层能量积分方程计算了叶轮壁面的放热系数,从而建立了一个从径流涡轮流动计算到温度场分析的软件包。计算结果表明,温度梯度的最大值出现在近叶片根部。此外,气流出口处的轮毂部分温度梯度也较大。这些地方将是应力集中区。     

First-Principles Study of ZnO (10(1)0) non- polar Surface

The structure of the ZnO(10 0) non-polar surface is studied using first-principles slab calculations based on density functional theory(DFT). We find that the uppermost zinc atoms have a significant relaxation towards the bulk 0.328 ? ,and the Zn atoms in the second layer show a significant relaxation away from the bulk 0. 237 (A) ,allowing them to appear as surface atoms. For oxygen atoms a small relaxation 0. 146(A) is found. Which leading to a rotation angle 9. 2° of the Zn-O dimer on the surface. Results in excellent agreement with experiment have been obtained for the geometric and electric structures.     

轻骨料混凝土与EPS板复合生产屋面隔热砖的试验研究

研究了一种新型屋面复合隔热砖的生产技术,它以轻骨料混凝土为面层和底层,中间复合一定厚度的聚苯乙烯(EPS)板,表层采用彩色防水水泥砂浆装饰.通过试验系统测试和分析了芯层EPS板厚度、轻骨料混凝土种类、层间联接方式对复合隔热砖抗压强度、抗折强度、压缩比、表现密度、导热系数、24 h吸水率的影响规律.试验结果表明EPS板的...     

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.