高导热炭纤维的研究进展

高导热炭材料尤其是高导热炭纤维长丝的研制在我国仍属空白。本文综述了高导热炭纤维的研究进展。在首先介绍高导热炭纤维导热机理的基础上,重点介绍了高导热中间相沥青基炭纤维的发展历程、影响导热性能的材料的结构和制备工艺,最后简介了长径比较大的纳米炭纤维和复合型炭纤维长丝的导热研究进展。通过本文,以期对我国高导热炭纤维的研制发展产生一定的指导意义。     

碳膜材料的热学性能及研究进展

基于碳材料独特的结构,概述了其优异的热学性能以及作为散热材料在电子器件散热领域中的应用。着重介绍了石墨烯膜、碳纳米管膜和石墨膜材料的研究进展,同时阐述了影响碳膜材料热导率的关键结构及其控制方法,最后提出了发展高导热碳基复合材料的研究策略以及面临的挑战。     

高导热聚乙烯长丝的结构与性能

为研究不同工艺生产的高导热聚乙烯长丝的微观结构与性能，选取超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、凉感聚乙烯、普通聚乙烯，以及添加聚酰胺、聚丙烯的复合聚乙烯长丝，与改性导热功能长丝(凉感涤纶、凉感锦纶)及普通涤纶长丝进行对比，测试并分析长丝的微观结构、力学性能、热学性能、表面性能和导湿性能，并将长丝试样制备成针织物，测试其导热性能和瞬间接触凉感。结果表明：UHMWPE长丝的强力及模量最高，热稳定好，分解温度为凉感聚乙烯长丝的1.3倍、普通聚乙烯长丝的1.4倍，但导湿性最差；聚乙烯长丝的比热容大于改性导热功能长丝，其中普通聚乙烯长丝的比热容最大；凉感聚乙烯长丝的导湿性及润湿性最好，适用于凉感功能针织产品的加工，但是热稳定性较差。几种聚乙烯长丝针织物均具有良好的接触瞬间凉感和导热性能，且在聚乙烯熔体中加入凉感物质或其与聚酰胺、聚丙烯等物质共混纺丝可提高织物的导热系数和接触瞬间凉感。     

石墨烯材料在热管理领域的应用进展

介绍了石墨烯作为高导热材料的研究现状和发展前景，总结了石墨烯材料的制备方法，包括机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法及氧化还原法等；探讨了不同类型石墨烯材料的导热机理，指出石墨烯材料通过声子和电子进行热传导，并以声子导热为主介绍了串联网络热阻模型和导热逾渗模型；归纳了单层或少层石墨烯、石墨烯膜、碳纳米管/石墨烯复合膜及相变高分子/石墨烯复合材料等类型的高导热石墨烯材料在热管理领域的研究和应用进展。     

木质材料热物理性质测试装置的研制

木质材料的导热系数、导温系数、比热等热物理性质是反映其质量的重要指标。传统的稳态测试方法时间很长而且只能测导热系数。本文根据热脉冲法的原理,研制了一套测试木质材料热物理性质的实验装置。该装置造价低、测试时间短,准确度高,可以同时测量多个热物性参数。     

新型光子型存储介质——有机光致变色材料

本文概要介绍了光致变色现象及其在光存储材料研制中的应用,简介了几类新型有机光致变色材料的结构特征、化学反应本质、光存储特性及研究进展。     

电磁辐射屏蔽材料的研究进展综述

本文介绍了电磁辐射屏蔽材料的研究进展及其发展现状,复合导电纤维和金属化织物具有高的电导率、良好的电磁屏蔽效果,是极具发展前景的一类包装材料。目前我国在电磁屏蔽材料领域同国际水平差距较大,应当加强电磁屏蔽材料的研究与开发,不断提高产品的竞争能力。     

填充型聚合物基导热复合材料的研究进展

本征型导热聚合物存在合成困难等局限,填充性聚合物基导热复合材料具有巨大的发展潜力.本文综述了近年来国内外聚合物基导热复合材料的研究现状,简述了填充型聚合物基导热复合材料的导热机理,探讨了填料性能对复合材料导热性能的影响,介绍了不同填料聚合物基导热复合材料的研究进展,最后对其发展方向进行了展望.     

热塑性复合材料等效导热系数测定方法

为了提高热塑性复合材料的导热性,为热塑性复合材料的开发与应用提供依据,研究了一种热塑性复合材料等效导热系数测定方法。将聚酰亚胺模塑粉、胶体石墨和炭纤维作为原料,制备热塑性复合材料,搭建复杂环境下导热系数测试实验平台,通过稳态法对理论上单一材料的导热系数进行计算。把填料转换成体积含量,研究热塑性复合材料导热性能,发现填充石墨和炭纤维的热塑性复合材料导热性能有很大的不同,需研究一种通用的热塑性复合材料等效导热系数测定方法。生成等效结构,在此基础上,依据常物性、无内热源与稳态热传导对热塑性复合材料等效导热系数进行测定,利用从底向上的计算方式求出等效导热系数。通过实验测试平台测量炭纤维填充热塑性复合材料和石墨填充热塑性复合材料,结果表明,所提测定结果基本分布于实测数据周围。通过人为添加满足正态分布的实验误差当成实验测量值对等效导热系数进行测定,所提方法可在测量误差情况下给出准确的热塑性复合材料等效系数测定结果。可见所提方法测定结果准确。     

木质材料热物理性质测试装置的研制

木质材料一般均是热的不良导体，在建筑和室内装饰行业得到广泛的应用。导热系数、导温系数、比热等热物理性质是反映其质量的重要指标。传统的稳态测试方法时间很长而且只能测导热系数。本文根据热脉冲法的原理，研制了一套测试木质材料热物珲件质的謇验装置。该装置造价低、测试时间短，准确度高，可以同时测量多个热物性参数。     

Selective interfacial bonding and thermal conductivity of diamond/Cu-alloy composites prepared by HPHT technique

Cu-based and Cu-alloy-based diamond composites were made by high-pressure-high-temperature (HPHT) sintering with the aim of maximizing the thermal conductivity of the composites. Improvements in interfacial bonding strength and thermo-physical properties of the composites were achieved using an atomized copper alloy with minor additions of Co, Cr, B, and Ti. The thermal conductivity (TC) obtained exhibited as high as 688 W·m-1·K-1, but also as low as 325 W·m-1·K-1. A large variation in TC can be rationalized by the discrepancy of diamond-matrix interfacial bonding. It was found from fractography that preferential bonding between diamond and the Cu-alloy matrix occurred only on the diamond {100} faces. EDS analysis and Raman spectra suggested that selective interfacial bonding may be attributed to amorphous carbon increasing the wettability between diamond and the Cu-alloy matrix. Amorphous carbon was found to significantly affect the TC of the composite by interface modification.     

碳纳米管纤维领域文献的关键研究路径分析

碳纳米管纤维具有极好的力学、热学和电学特征,是近年来纳米材料研究领域内的热点方向,具有广泛的应用前景。该文运用基于引文内容的学科领域关键研究路径分析方法,以碳纳米管纤维领域发表的SCI研究论文为研究对象,通过演化阶段、演化路径以及演化内容的分析,揭示该领域的发展态势和演化情况。     

短碳纤维增强铜基复合材料的制备及其性能的研究

以化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，采用粉末冶金方法制备了短碳纤维无序增强铜基复合材料，并对复合材料的摩擦磨损性能、力学性能以及导热导电性能进行了研究，研究结果表明：化学镀和电镀相结合的方式对碳纤维表面进行涂覆铜处理，使碳纤维与铜基体结合得较好，用冷压、烧结的粉末冶金法制备出的试样性能良好；碳纤维的加入，虽使复合材料的导热率、电导率有所下降，但仍然保持有良好的导热、导电性能，并且使复合材料的硬度、耐磨性和强度有显著提高，同时碳纤维的加入减小了复合材料的摩擦系数。     

美、日、英高性能碳纤维技术与产业发展比较

 20世纪50年代末至70年代末是世界高性能碳纤维技术的快速发展期。本文梳理了这一时期高性能碳纤维技术的发展史;综述了美、日、英3国的3个企业、2个研究机构与5位科学家的关键技术贡献;运用态势分析方法,从科学研究、工业基础和发展环境3个方面,分析了美、日、英3国发展高性能碳纤维产业的关键成功因素,阐述了其产业结局不同的成因。     

国产高性能聚丙烯腈基碳纤维制备技术研究进展

 综述了近年来高性能聚丙烯腈（PAN）基碳纤维的研究进展,对PAN聚合、原丝制备、预氧化和碳化过程中最为关键的问题进行了总结：（1）聚合工艺对共聚单体在PAN分子链上的分布和溶液的均匀性非常重要。与间歇聚合或半连续聚合工艺相比,连续溶液聚合工艺可以提供更稳定的纺丝溶液,减少聚合过程中微凝胶的产生,并提高PAN原丝乃至碳纤维的均匀性。（2）PAN溶液进行湿法或干湿法纺丝过程中,相分离过程控制对PAN原丝及其碳纤维中微缺陷形成和发展,微缺陷的含量至关重要,并最终影响碳纤维的性能。干燥和牵伸工艺对于优化PAN碳纤维原丝的结晶和取向结构,制备高品质的碳纤维原丝同样起决定作用。（3）预氧化的升温速度、最高预氧化温度和预氧化张力控制对预氧丝的皮芯结构、环化指数及其对后续碳化工序的顺利进行产生重要的影响并影响碳纤维的性能;碳化的最高温度影响PAN基碳纤维的强度和模量。（4）碳纤维的结构与其性能具有直接相关性,中国对相关研究仍然比较缺乏,碳纤维生产技术水平和自主创新能力仍然不足。     

TC4钛合金板带高温成形性能研究

以TC4钛合金板带为研究对象,重点对其高温下的强度和热导率以及表面氧化皮等进行试验研究和分析.TC4钛合金的屈服强度和抗拉强度以及屈强比均随温度的升高而降低.所测合金的比热容范围为0.61~1.14 J/（kg·K）,热辐射系数为0.58.TC4合金表面氧化缺陷层主要由外侧含氧量较高的氧化皮和内侧的富氧层组成.随加热温度的升高和保温时间的延长,富氧层会向合金基体延伸使其氧化层厚度增加.在较高的应变速率和较低的变形温度下,TC4合金的变形抗力增加明显.应力-应变曲线随应变速率的降低由加工硬化型向动态再结晶型转变,变形温度越高其发生动态再结晶的临界变形量越小.     

松嫩典型黑土带土壤碳氮磷储量空间分布特征

松嫩典型黑土带分布着高有机质和高肥力的黑土资源,长期超负荷耕作致使土壤有机质含量大幅下降,开展土壤营养元素储量研究对黑土资源保护和国家粮食安全具有重要意义。本文以松嫩典型黑土带为研究区,基于野外土壤样本化验分析数据,利用地统计分析等方法,对0~20 cm耕层内土壤全碳(TC)、全氮(TN)和全磷(TP)空间分布特征及影响因素进行研究。结果表明:松嫩典型黑土带土壤TC、TN、TP储量均高于全国水平,含量分别达19.25 g/kg、1.88 g/kg、1.28 g/kg;TC、TN、TP高密度热值区和高聚集区主要分布在松嫩典型黑土带北部,TC、TN、TP自北向南呈现降低趋势;C/N、C/P和N/P在该区北部空间聚集性较高;土壤粉粒含量在30%以上,TC、TN和TP含量较高,分别介于6.86~74.74 g/kg、0.94~5.93 g/kg、0.66~3.76 g/kg之间;TC、TN和TP储量受土壤pH、年均温度、年均降水量和地形等因素影响较大。研究为黑土资源保护和农业可持续发展提供科学依据。     

高性能碳纤维的研制方法

高性能碳纤维的制取与诸力学性能的提高应从原纤维的制备工艺与精细化着手,改善纤维一次结构与物理、化学性能;着眼热处理工艺对纤维高次结构与性能的影响;控制纤维结构缺陷的减少与微晶尺寸、取向等参数。     

预炭化过程中升温速率对碳纤维结构与性能的影响

借助13C核磁共振波谱（13C-NMR）,X射线衍射（XRD）,拉曼光谱（Raman）等表征手段,研究了预炭化过程中聚丙烯腈基热氧稳定化纤维的热化学反应以及微观结构的变化,且重点研究了预炭化过程（400~800 ℃）升温速率对纤维热应力、结构、力学性能的影响。结果表明：随着预炭化升温速率的提高,纤维类石墨层间距 d₀₀₂ 呈现出先减小后增大,晶区堆叠厚度 L_c 呈现出先增大后减小的的趋势;与之相对应的纤维拉伸强度和拉伸模量则呈现出先增大后减小的变化;当升温速率达到132 ℃/min时, d₀₀₂ 和 L_c 分别出现最小值和最大值,此时所得碳纤维的力学性能最高。     

石墨烯在强化传热领域的研究进展

 石墨烯是一种单原子层厚度的二维平面碳纳米材料,具有超高的载流子迁移率、高热导率等特性。本文综述目前石墨烯在强化传热领域的研究进展,包括石墨烯热导率的测试方法,以及石墨烯在纳米流体、热界面材料、高导热复合高分子材料方面的应用,并对未来石墨烯的研究方向进行展望。