ZrC质量分数对C/C-ZrC复合材料力学性能的影响

采用基体改性技术将ZrC引入C/C复合材料中,制备一种新型的C/C-ZrC复合材料.利用X线衍射仪、扫描电镜及能谱等分析手段,研究材料的形貌和结构,并采用三点弯曲试验研究材料的力学性能,讨论ZrC质量分数对复合材料断裂行为的影响.研究结果表明:引入的ZrC主要以纳米颗粒的形式分布在材料中;随着ZrC质量分数的升高,C/C-ZrC复合材料抗弯强度逐渐降低,当ZrC质量分数为36.64％时,C/C-ZrC复合材料断裂过程中发生脆性断裂,材料断裂模式转变的原因主要与ZrC质量分数升高引起的纤维损伤及石墨化度提高综合作用有关;经2 000℃的石墨化处理后,断裂过程中材料的脆性行为变得更加明显.     

SiC涂层C/C复合材料应力氧化失效行为

在氧化性气氛(21% O2 79% Ar)、不同拉应力下研究SiC涂层C/C复合材料在1 000 ℃和1 300 ℃的氧化失效行为;采用扫描电镜观察SiC涂层C/C复合材料氧化失效后的断口形貌.试验结果表明:当温度为1 000 ℃,拉应力由C/C复合材料拉伸强度的20%增加至50%时,SiC涂层C/C复合材料的应力氧化明显加剧,寿命由大于5.00 h缩短到2.92 h,应力对SiC涂层C/C复合材料的寿命有显著影响;当拉应力为C/C复合材料拉伸强度的50%,温度为1 000 ℃和1 300 ℃时,材料均在低温区断裂,应力氧化寿命分别为2.92 h和2.62 h,温度对应力氧化寿命的影响不明显;应力氧化失效以纤维的氧化失效为主,外加拉应力起促进作用.     

Al2O3或TiO2掺杂的ScSZ固体电解质纳米晶薄膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶旋涂法,在单晶硅基片(100)上分别制得了厚度约为0.31μm的(Al₂O₃)_0.10(Sc₂O₃)_0.08(ZrO2)_0.82和0.36μm的(Sc₂O₃)_0.125(TiO₂)_0.175(ZrO₂)_0.70固体电解质纳米晶薄膜。烧结实验结果表明,两种薄膜均在650℃以上开始晶化,温度越高,晶化越完全,在800℃可完全晶化;所得纳米晶颗粒呈纯的萤石结构立方相;铝和钛掺杂的纳米晶颗粒的平均大小分别为47和51nm。铝掺杂的薄膜非常均匀致密,然而,钛掺杂的薄膜存在少量微气孔。     

C/C复合材料开孔孔隙度和比表面积对其氧化性能的影响

选用光学显微结构为光滑层沉积热解炭、试样的石墨化度近似相等(约为37%)的A,B,C,D,E 5个不同开孔孔隙度和比表面积的C/C复合材料试样(孔隙度和比表面积分别为PA=14.03%,SA=1.463 m2/g; PB=18.01%,SB=2.701 m2/g; PC=24.65%,SC=3.594 m2/g;PD=12.07%,SD=6.527 m2/g; PE=15.79%,SE=6.722 m2/g)在氧气流中进行变温氧化实验;具有不同比表面积和孔隙度的试样F,G,H(PF=15.66%,SF=6.026 m2/g; PG=18.32%, SG=3.573 m2/g; PH=12.16%, SH=2.262 m2/g)在氧气流中进行等温氧化实验;具有不同比表面积和相同孔隙度的试样I,J(PI=13.61%, SI=0.8535 m2/g; PJ=13.60%, SJ=0.4293 m2/g)在马弗炉中进行静态空气氧化实验.结果表明试样的比表面积控制了氧化进度,而与材料孔隙度无直接关系;氧化优先发生在纤维/基体和基体/基体界面,随后沿着界面间裂纹进行.     

块状低密度C/SiO2复合气凝胶的制备

采用溶胶凝胶法结合CO₂超临界干燥工艺制备间苯二酚甲醛/SiO₂（RF/SiO₂）复合气凝胶,RF/SiO₂气凝胶高温炭化得到块状低密度C/SiO₂复合气凝胶研究反应物质量分数对溶胶凝胶过程和热处理过程的影响,考察不同热处理温度对C/SiO₂复合气凝胶孔结构的影响。结果表明:反应物质量分数为13%时,RF/SiO₂气凝胶受热处理工艺的影响较小,炭化温度升高至1200℃对C/SiO₂气凝胶网络结构有明显的改善作用。     

C/C和C/C-SiC复合材料的氧化及烧蚀性能

用液相浸渍．裂解聚硅烷工艺制备了C／C-SiC复合材料，对比了C／C与C／C-SiC复合材料的氧化及烧蚀性能，用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了氧化与烧蚀前后的微观结构及物相变化．结果表明：C／C-SiC复合材料使C／C复合材料的氧化起始温度从500℃提高到700℃；在600℃和700℃恒温氧化条件下，C／C-SiC复合材料比C／C复合材料的氧化速率分别降低38％和47％，失重率分别降低35％和47％；C／C-SiC复合材料的耐烧蚀性能优于C／C复合材料．     

MnO2/碳球复合材料的制备及其电化学性能的研究

利用碳球为还原剂,在中性KMnO₄溶液中制备出MnO₂/碳球复合材料,并对其结构和电化学性能进行了研究。结果显示,随着碳球含量的增加,MnO₂/碳球复合材料的循环稳定性提高,但比电容量降低;当碳球质量分数为35%时,MnO₂/碳球复合材料的比电容量在50mA/g的电流密度下达到181F/g。分别采用KOH活化和混酸氧化的碳球为还原剂,可以有效地提高MnO₂/碳球复合材料的比电容量和循环稳定性,相应复合材料的比电容量分别达到192F/g和218F/g,而且经过500次的充放电测试,仍然保持为184F/g和192F/g。     

玻碳基Pt/C/NH4NiPO4复合电极电催化性能

 采用电沉积法制备了玻碳基Pt/C电极和玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄电极,利用扫描电镜表征了电极表面形貌,应用电化学工作站测试了电极的电催化性能。根据循环伏安曲线分析可知,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极电催化乙醇性能明显,电极反应速度快,氧化过程主要受乙醇分子的扩散控制,氧化电流较大,相对玻碳基Pt/C电极第一氧化峰电位,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极正向扫描第一氧化峰电位降低237mV,是电催化乙醇潜在的特色电极。     

C/C复合材料的浸涂抗氧化性能

采用不同浸渍工艺浸涂C/C复合材料 ,研究了不同浸渍剂浸渍后试样的抗氧化效果 ,以及常压浸渍和抽真空 加压浸渍对C/C复合材料抗氧化性能的影响 .研究结果表明 :材料浸渍磷酸盐后其抗氧化性能可得到明显改善 ,用磷酸盐加压浸渍是提高C/C复合材料抗氧化性能的一种有效途径 ;常压浸渍处理时 ,在所使用的 3种浸渍溶液 (A溶液、Z溶液、M溶液 )中 ,经Z溶液处理的试样其抗氧化性最好 ;浸渍了A溶液、Z溶液的试样的氧化失重曲线 ,其最佳抽真空 加压浸渍压力分别为 0 .8,1.2MPa .     

热力氧耦合环境下C/C复合材料的力学性能表征

为了准确表征C/C复合材料在热力氧耦合环境下的力学性能,采用高温试验装置,在不同的预应力与温度条件下对带/不带抗氧化涂层2类典型的C/C复合材料拉伸试验件进行测试.试验结果表明,不同应力水平导致C/C复合材料的损伤可分为扩散控制和反应控制2个阶段.在扩散控制阶段,结构各部分承载的均匀性较好;在反应控制阶段,材料拉伸模量显著下降.当高温下外载荷产生的应变小于等于0.2%时,不带抗氧化涂层C/C复合材料的强度约为带抗氧化涂层C/C复合材料强度的50%.不同温度条件下材料的强度性能变化不显著,但随时间增加,其高温强度逐渐下降.研究结果对于C/C复合材料在飞行环境下的强度设计与评估具有重要的参考价值.     

LiNbO3(SiO2)/ZL102基高阻尼复合材料的制备及压电阻尼特性

采用溶胶/凝胶法在高居里点的LiNbO3压电颗粒表面覆盖SiO2薄膜，以压力浸渗工艺制备LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料，并通过动态机械热分析仪研究了其在30~350 °C下的阻尼性能.结果表明，当30 °C时，LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料的内耗是铝基体的3倍，LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料的2倍；在所选用的测试温度范围内，铝基体、LiNbO₃/ZL102和LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料内耗随温度的升高而增加并最终趋于相近.这是由于极化处理的高居里点LiNbO₃压电颗粒具有压电阻尼特性，而且SiO₂薄膜改变了LiNbO₃颗粒外部的电阻率，从而提高了其压电阻尼特性.     

含结合水的钯二亚胺催化剂催化1-辛烯水相均聚及共聚合研究

以含结合水的钯二亚胺 [(ArN=C(An)—C(An)=NAr)Pd(CH₂)₃C(O)OMe] (BAr’₄)·H₂O为催化剂,以水为分散介质,进行了1-辛烯均聚合及1-辛烯与丙烯酸甲酯（MA）的共聚合反应,通过GPC、DSC、¹H-NMR、光散射测定了聚合物的分子量、熔点、分子结构以及聚合物粒子的粒径。结果表明:该催化剂在水相聚合体系中可以催化1-辛烯的均聚合及1-辛烯与MA的共聚合反应;得到的聚合物重均分子量均可达3.3×10⁴以上,且分子量分布较窄(Mw/Mn在1.4~2.1之间);共聚物为半结晶性聚合物,Tg为-34.8℃,Tm为32.3℃,聚合所得均聚物和共聚物的支化度均较高;共聚合可得到较为稳定的乳液体系,光散射测得乳胶粒子的粒径约为266nm。     

超重力法制备活性氧化镁的研究

以超重力机（RPB）为吸收反应装置,用氯化镁溶液耦合吸收NH₃和CO₂制备前躯体碱式碳酸镁,再经高温煅烧获得活性氧化镁。采用X射线衍射、扫描电镜和碘吸附法等对活性氧化镁进行分析和表征,并考察了煅烧温度对氧化镁形貌和活性的影响。结果表明：在反应温度70 ℃、超重力机转速1200 r/min、氯化镁初始浓度0.3 mol/L、气体流量364 L/h、NH₃体积分数22.1%和CO₂体积分数11.3%的条件下,制备出了由纳米片组成的球形碱式碳酸镁颗粒,颗粒直径为3 μm,纳米片厚度约为24.nm;当煅烧温度为500 ℃,煅烧时间为2 h,制备出了晶粒为7.4 nm、吸碘值197.95 mg/g的高活性氧化镁。     

NiSO4/γ-Al2O3 催化H2还原反应动力学研究

针对矿物燃料燃烧所产生的二氧化硫气体的污染问题,进行了负载于氧化铝上的硫酸镍催化H₂还原SO₂反应的动力学研究。在固定床流动积分反应器中考察了反应温度、空速及反应物中H₂与SO₂配比对反应速度的影响。动力学的实验条件：温度范围为370～450℃,反应混合气的流速为8000mL/h,反应物中H₂与SO₂的比例为0.5～2.0。通过数值积分方法进行拟合,发现反应的积分动力学方程较好的符合r_SO2= Kp_H2b_SO2p_SO2/[ 1+b_SO2p_SO2+b_H2Op_H2O+(b_S2p_S2)^1/2]. 即典型的存在产物吸附阻碍的R-E方程。这一结果与本实验室对该催化剂表征所发现的H₂在催化剂上无明显吸附,而H₂O,S₂,SO₂明显吸附相一致。     

Ni3(C10H8N2)6(PW12O40)2·3H2O的水热合成及性能研究

以NiCl₂·3H₂O、4,4′-联吡啶和(NH₄)₃PW₁₂O₄₀·5H₂O（摩尔比3∶6∶2）为原料，采用溶剂热法合成出了新的无机-有机杂化材料Ni₃(C₁₀H₈N₂)₆(PW₁₂O₄₀)₂·3H₂O。该化合物为绿色块状晶体，最佳的形成条件是：去离子水为溶剂, pH=6,140℃下反应3d。漫反射光谱研究表明，该晶体的光学能隙为2.12eV，属于半导体材料，对太阳辐射具有选择吸收特性，在温度低于366℃时可稳定存在。     

超临界流体干燥技术制备Nd∶YAG纳米粉体及透明陶瓷

以Y₂O₃、OAl(NO₃)₃·9H₂O和Nd(NO₃)₃·6H₂O为原料,采用尿素均匀沉淀法制备不同Nd掺杂量的YAG前驱体沉淀,经CO₂ 超临界流体干燥得Nd:YAG前驱体,煅烧后得到Nd:YAG粉体;将粉体干压成型为素坯,经冷等静压后真空烧结获得性能良好的Nd:YAG透明陶瓷。用FT-IR、XRD、SEM等测试手段对Nd:YAG前驱体及粉体进行分析,并通过紫外-可见-近红外分光光度计、SEM测定表征了陶瓷样品的直线透过率及表面和断口形貌。结果表明,1300℃煅烧的Nd:YAG粉体均为纯YAG相,颗粒呈椭球形,分散性良好,尺寸分布均匀;粉体成型后在1780~1800℃真空烧结得到透明陶瓷,Nd摩尔分数为1%的YAG陶瓷样品晶粒尺寸分布为5~10μm,抛光后1064nm波长处直线透过率达80%。     

(C10H9N2)3·PMo12O40配合物晶体的合成和漫反射光谱分析

采用水热法合成了一种新的配合物晶体(C₁₀H₉N₂)₃·PMo₁₂O₄₀（C₁₀H₉N₂为2,2'-联吡啶基）。用IR、X-射线单晶衍射、X-射线能谱和微量元素分析对其化学组分和结构进行了分析。结果表明，配合物的晶体结构属于三斜晶系，空间群P-1，晶胞参数a=11.851(2)A,b=12.771(3)A,c=19.034(4)A，α=90.2(3)°，β=90.5(3)°，γ=112.6(3)°,V=2660.0(9)A³，Z=2，Dc=2.864mg/m³，μ(Kα)=2.871mm^-1，F(000)=2176，R₁=0.0416,ωR₂=0.1327。采用TG和UV-Vis-NIR漫反射光谱分析配合物晶体的热稳定性和导电性。该晶体在250℃以下能够稳定存在，光学能隙为0.8eV，属于半导体材料。     

纳米Al(OH)3干法表面改性及其在EVA中的应用

研究了钛酸酯偶联剂T对纳米Al(OH)₃的干法改性工艺，确定了偶联剂最佳质量分数0.5%、改性时间25min、改性温度100～110℃。采用红外光谱、TEM等检测手段对改性结果进行表征，改性后无机粉体表面包覆有机基团，吸油值减小，团聚减弱，比表面积增加。改性Al(OH)₃在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中具有良好的分散性，阻燃效能提高，并保持了材料的力学性能。