静电植绒法制备石墨微鳞片高导热界面材料

为了制备高导热、低热阻的大面积导热界面材料,使用静电植绒法在高电压静电场下垂直取向石墨微鳞片,取向后的石墨微鳞片阵列在平面方向上呈现无规且紧凑的结构。通过微粉灌注法向石墨微鳞片中填充高密度聚乙烯（HDPE）或聚氨酯微粉,或者通过液态刮涂法填充低黏度硅橡胶前驱体,加热固化后,形成大面积高导热界面材料。导热性能测试结果表明：石墨微鳞片阵列（粒径1 000 μm）与柔性聚氨酯微粉复合形成的导热膜在68.95 kPa和689.5 kPa的压力下测得的垂直方向导热率分别为4.3 W/（m·K）和8.7 W/（m·K）;与柔性硅橡胶复合形成的导热膜在68.95 kPa和344.75 kPa的压力下测得的垂直方向导热率分别为2.0 W/（m·K）和4.1 W/（m·K）;与硬质HDPE微粉复合形成的导热膜由于表面过于粗糙和坚硬,无法测得可靠的导热率。实际散热效果显示,柔性硅橡胶导热膜与石墨纸贴合的散热结构能够将热聚集点的热量快速传递到石墨纸表面,并通过石墨纸层均匀散开。     

MBT插层的CaAl-LDH对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的提升作用

采用离子交换法制备了2-巯基苯并噻唑（MBT）插层的CaAl层状双氢氧化物（CaAl-MBT^--LDH）,并将其添加到水性环氧树脂中以提高水性涂料的耐腐蚀性。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对CaAl-MBT^--LDH进行了表征,结果表明缓蚀剂MBT成功插入LDH层间,CaAl-MBT^--LDH具有类似六边形的结构。通过盐雾试验和浸泡试验评价了添加一定量CaAl-MBT^--LDH粉末的环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,结果表明,当0.08 mol/L MBT制备的CaAl-MBT^--LDH（CaAl-MBT_0.08M^--LDH）在环氧树脂中的添加量为2%（质量分数）时,环氧树脂涂层经过盐雾试验170 h后依然没有严重的腐蚀痕迹。在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡13 d后,添加2% CaAl-MBT_0.08M^--LDH的环氧树脂涂层的界面电荷转移电阻（R_ct）仍高达1.922×10⁶ Ω·cm²,而纯环氧树脂涂层的R_ct仅为1.621×10³ Ω·cm²。以上结果表明,在环氧树脂中添加一定量的CaAl-MBT^--LDH粉末有助于提高水性涂层的耐腐蚀性能。     

MBT插层的CaAl-LDH对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的提升作用

采用离子交换法制备了2-巯基苯并噻唑（MBT）插层的CaAl层状双氢氧化物（CaAl-MBT^--LDH）,并将其添加到水性环氧树脂中以提高水性涂料的耐腐蚀性。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对CaAl-MBT^--LDH进行了表征,结果表明缓蚀剂MBT成功插入LDH层间,CaAl-MBT^--LDH具有类似六边形的结构。通过盐雾试验和浸泡试验评价了添加一定量CaAl-MBT^--LDH粉末的环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,结果表明,当0.08 mol/L MBT制备的CaAl-MBT^--LDH（CaAl-MBT_0.08M^--LDH）在环氧树脂中的添加量为2%（质量分数）时,环氧树脂涂层经过盐雾试验170 h后依然没有严重的腐蚀痕迹。在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡13 d后,添加2% CaAl-MBT_0.08M^--LDH的环氧树脂涂层的界面电荷转移电阻（R_ct）仍高达1.922×10⁶ Ω·cm²,而纯环氧树脂涂层的R_ct仅为1.621×10³ Ω·cm²。以上结果表明,在环氧树脂中添加一定量的CaAl-MBT^--LDH粉末有助于提高水性涂层的耐腐蚀性能。     

环境友好型Sip/LD11复合材料的显微组织及性能

选用粒径为20 μm的高纯Si粉,采用挤压铸造方法制备Si体积分数为65%的Sip/LD¨复合材料.研究结果表明复合材料组织致密,颗粒分布均匀;透射电镜观察发现,在Si颗粒内部存在高密度的层错,同时还存在孪晶和位错;Si-Al界面结合状况良好,无界面反应物;LD11铝合金中存在位错和析出的共晶Si;复合材料具有低密度(2.4 g/cm3),低热膨胀系数(8.1×10-6 /K),高热导率(161.3 W/(m·K))的特性,可以通过退火处理进一步降低其热膨胀系数,提高热导率.该材料具有较好的力学性能.     

聚酰亚胺纤维增强低密度柔性MTES基SiO2气凝胶的制备及表征

本文用具有环境友好性的甲基三乙氧基硅烷替代甲基三甲氧基硅烷,在水溶剂体系中,利用阳离子表面活性剂制备SiO2气凝胶基体,并以耐高温的聚酰亚胺短切纤维为增强相,制备得到了柔性疏水的SiO2气凝胶复合隔热材料。研究了聚酰亚胺短切纤维含量对复合材料热、力学性能的影响。结果表明：制备得到的SiO2气凝胶复合材料具有纤维状三维骨架结构并且气凝胶基体与增强相之间结合紧密,使得复合材料具有超疏水性,疏水角高达171°;具有良好的隔热保温性能,导热系数在0.021 W/(m·K)~0.0225 W/(m·K)之间,初始热分解高达521℃;具有较好的弹性,压缩20%形变后样品未发生增强相与基体的分离现象,并且卸压后能回弹至12%形变处。随着纤维含量的增加,复合材料里压缩强度（20%形变）逐渐增大,但是回弹率并没有较大的变化。     

低温真空环境下不同密度二氧化硅气凝胶复合材料隔热性能研究

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m³的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130～25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导热系数,研究了复合材料的密度及组成对于气凝胶材料隔热性能的影响规律。结果表明：在常压、25℃条件下,在不同密度的气凝胶复合材料中,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小(0.013 W/(m·K));密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小;密度为120、260、320 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而增大。在真空、-130～25℃的条件下,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小;密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小。在130℃时,由于密度为320 kg/m³的气凝胶复...     

LDPE/石墨复合材料的制备和性能

选用电导率、导热系数高的石墨(普通鳞片石墨FG、可膨胀石墨KP35、膨胀石墨EG35)对低密度聚乙烯(LDPE)进行填充改性,采用钛酸酯偶联剂NDZ101对石墨进行表面处理,提高石墨与聚合物基体的界面相互作用,制备出力学性能、导电、导热等综合性能优良的LDPE/石墨复合材料。结果表明:石墨的填充大大改善了聚乙烯的导电、导热和耐热性能,当石墨含量达20%时(文中的各种元素含量均指质量分数),LDPE/KP35的电导率达到1.91×10-7S/m,拉伸强度较LDPE有小幅提高,可作为导热抗静电材料推广应用。     

金属杂多酸聚吡咯修饰电极的制备及应用

在圆盘电极上 ,用电化学方法将单缺位 Dawson型金属取代磷钨杂多酸盐 [α2 - K8P2 W17O61(Ni( ) OH2 )· 17H2 O,α2 - K8P2 W17O61(Co( ) OH2 )· 16 H2 O]的阴离子 (P2 W17)掺杂到聚吡咯 (PPy)薄膜中 ,制成 PPy/ P2 W17/ GC化学修饰电极 .研究电极对 NO-2 电还原过程的催化机理 .其还原电流 ipc值与 NO-2 浓度在 7.4 1× 10 -6～ 8.2 4× 10 -5mol· L-1和 1.74× 10 -4～ 1.2 1× 10 -2 mol· L-1范围内 ,呈良好的线性关系 .其中检测下限为 3.10× 10 -7mol· L-1,可用于酸雨中 NO-2 的测定     

玉米粉炭基固体酸催化合成生物柴油动力学研究

以玉米粉炭基固体酸作为催化剂,催化油酸与甲醇进行酯化反应制备生物柴油,在催化剂和甲醇用量一定的条件下,考察了不同反应温度下不同反应时间对油酸转化率的影响;并根据油酸浓度与时间的关系曲线,用微分法建立油酸酯化反应动力学的数学模型,计算相关的动力学参数。实验结果表明：在剂油比9%（催化剂质量占油酸质量的分数）、醇酸物质的量比8∶1、反应温度68 ℃、反应时间10 h时,油酸转化率最高可达到90.09%。该反应的反应级数为1.683,活化能为6.23×10⁴ J/mol,频率因子为2.17×10¹³ mol^-0.683·L^0.683·h^-1。     

铸铁中的铜和镍的连续快速测定

研究以CTMAB和TritonX-100为增溶剂,以5-Br-PADN为显色剂,在pH为9.7的氨-氯化铵介质下连续测定铜和镍的方法。铜、镍与5-Br-PADN的配合物在547nm处均有较大的吸收,其表观摩尔吸光系数为εCu=3.94×104L/(mol·cm) ,εNi=3.64×104L/(mol·cm),配合物至少稳定12h,铜、镍分别在0~10μg/10ml和0~8μg/10ml范围内服从比耳定律,方法用于铸铁中的铜和镍的连续测定,快速准确,结果令人满意。     

Effects of boron on the microstructure and thermal properties of Cu/diamond composites prepared by pressure infiltration

Diamond reinforced copper (Cu/diamond) composites were prepared by pressure infiltration for their application in thermal management where both high thermal conductivity and low coefficient of thermal expansion (CTE) are important. They were characterized by the microstructure and thermal properties as a function of boron content, which is used for matrix-alloying to increase the interfacial bonding between the diamond and copper. The obtained composites show high thermal conductivity (>660 W/(m·K)) and low CET (<7.4×10-6 K-1) due to the formation of the B₁₃C₂ layer at the diamond-copper interface, which greatly strengthens the interfacial bonding. Thermal property measurements indicate that in the Cu-B/diamond composites, the thermal conductivity and the CTE show a different variation trend as a function of boron content, which is attributed to the thickness and distribution of the interfacial carbide layer. The CTE behavior of the present composites can be well described by Kerner’s model, especially for the composites with 0.5wt% B.     

Effect of sintering parameters on the microstructure and thermal conductivity of diamond/Cu composites prepared by high pressure and high temperature infiltration

Pure Cu composites reinforced with diamond particles were fabricated by a high pressure and high temperature (HPHT) infiltration technique. Their microstructural evolution and thermal conductivity were presented as a function of sintering parameters (temperature, pressure, and time). The improvement in interfacial bonding strength and the maximum thermal conductivity of 750 W/(m·K) were achieved at the optimal sintering parameters of 1200℃, 6 GPa and 10 min. It is found that the thermal conductivity of the composites depends strongly on sintering pressure. When the sintering pressure is above 6 GPa, the diamond skeleton is detected, which greatly contributes to the excellent thermal conductivity.     

WOOD/PCM composite with enhanced energy storage density and anisotropic thermal conductivity

Phase change materials (PCMs) have great potential in energy-saving and environmental field due to their high latent heat. The deficiencies that restrict the application of PCMs are their poor thermal conductivity and liquid leakage after phase change. To shoot these problems, a thermally-induced flexible WOOD/PCM composite with enhanced energy storage density and anisotropic thermal conductivity has been proposed. This composite consisted of polyethylene glycol 6000 (PEG6000), delignified balsa wood and boron nitride (BN). The results revealed that the melting enthalpy and freezing enthalpy of WOOD/PEG6000 composite were 209.3 ?J/g and 214.9 ?J/g, which had an augment of about 8% comparing with pure PEG6000. After adding 33 ?wt% BN to the composite, its thermal conductivity in the out-of-plane direction reached 0.96 ?W/(m·K), while the radial thermal conductivity was 0.36 ?W/(m·K). The controllable anisotropic thermal conductivity implies a good application in the environment where forced unidirectional heat dissipation is needed. Furthermore, the composite also shows excellent thermal induced flexibility, such as bending and compression, which is significant in reducing thermal contact resistance with substrates in application. This work indicates that the prepared PCM composite has a great potential application in thermal energy storage and thermal management.     

轻质稻秸保温材料高频热压工艺

以稻秸为原料,采用高频热压法制备轻质稻秸保温材料,研究了高频热压工艺条件(包括高频热压时间、稻秸单元含水率和施胶量)对保温材料性能的影响。结果表明:高频热压时间240 s、稻秸单元含水率14%、施胶量8%时制得的保温材料,其力学性能均能满足欧洲EN相关标准的要求,且导热系数仅0.051～0.053 W/(m·K),可以有效代替常规保温材料,更兼具价格低廉、质轻、无毒、无害、无环境污染等优势。     

高导热碳/碳复合材料的制备

以中间相沥青和中间相沥青基碳纤维为原料, 采用碳布热压法、液相浸渍法制备了二维和三维高导热碳/碳复合材料, 且所制得复合材料的热导率分别高达443和340 W/(m·K). 依据碳/碳复合材料的热导率模型, 分析了不同结构特征参数对材料热导率的影响. 结果表明, 基体碳热导率、孔隙率以及界面相厚度均会在一定程度上影响材料的导热性能.     

轻质含硅芳炔隔热材料的制备与性能

采用中空玻璃微球(hollow glass microspheres,HGM)、短切石英纤维(short-cut quartz fibers,SQF)和耐热含硅芳炔树脂(Si-containing arylacetylene resin,PSA)制备了HGM/PSA复合物以及SQF/HGM/PSA复合材料,并研究了两者力学性能以及热学性能。研究结果表明:HGM能很好地降低HGM/PSA复合物的密度和导热系数,当HGM质量分数超过30%时,HGM/PSA复合物的导热系数和力学性能迅速下降;随着SQF质量分数的增加,SQF/HGM/PSA复合材料的压缩强度和拉伸强度提升,但密度和导热系数也增加;添加经KH 560表面处理的HGM可提升HGM/PSA复合物以及SQF/HGM/PSA复合材料的力学性能,且对两者的密度和导热系数影响不大;当SQF的质量分数为16%且HGM经KH 560表明处理后,SQF/HGM/PSA复合材料的压缩强度达到96.3 MPa,拉伸强度达到12.3 MPa,同时密度为0.82 g/cm^3,导热系数为0.195 W/(m·K),且在50~490℃通过动态热机械分析仪观察到复合材料没有明显的玻璃化转变。     

基于TRNSYS的双U型垂直埋管换热器的模拟分析

以长沙市某一实际工程的双U型垂直埋管换热器为研究对象,利用TRNSYS建立了地埋管的仿真模型,通过仿真模型及正交试验设计方法研究夏季影响埋管周围土壤平均温度的因素,并分析了这些因素的影响程度.结果表明:钻井深度、钻井间距、钻井数量及回填材料导热系数对土壤平均温度有不同程度的影响,其中钻井间距的影响尤为明显.最佳钻井间距应为4~5m,回填材料最佳导热系数为1.7~2.1 W/(m·K),钻井最佳深度为60~100m.