硫化体系和配合剂对丁腈橡胶/炭黑复合材料导电和力学性能的影响

将炭黑与丁腈橡胶混合制备导电复合材料,其中炭黑（Ｎ５５０）／丁腈橡胶电阻率随温度的变化呈一定强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应．讨论了不同炭黑填充率、硫化体系、配合剂等对复合材料室温电阻率、ＰＴＣ效应和力学性能的影响．     

铜纳米颗粒修饰多孔氮化硼高效还原对硝基苯酚的研究

为了寻找高催化活性、环境友好、价格低廉、稳定性好的催化剂,研究金属与载体之间的协同催化效应,采用煅烧前驱体法制备了表面富含羟基和氨基的高比表面积多孔h-BN载体,通过简单的液相还原法成功地制备出粒径分布均匀的Cu/h-BN纳米复合材料,并对复合材料的组成、微观结构和性能进行表征。结果显示,铜纳米粒子的引入并未破坏多孔h-BN的二维片状结构,但比表面积及孔径均有不同程度的下降。以对硝基苯酚(4-NP)还原为对氨基苯酚(4-AP)为模型反应,考察Cu/h-BN复合材料的催化性能,当Cu含量为6%(质量分数)时,复合纳米材料具有最高的催化性能(表观反应速率常数k=4.62×10^-2 s^-1)和稳定性,催化活性在5个循环内基本保持不变。因此,具有高比表面积的h-BN载体负载可稳定Cu纳米颗粒,它们之间的协同催化作用使Cu/h-BN具有优异的催化活性和稳定性。此研究为今后进一步研究金属与h-BN协同催化提供了理论基础。     

Dielectric AlN/epoxy and SiC/epoxy composites with enhanced thermal and dynamic mechanical properties at low temperatures

In a superconducting magnet, the thermal properties of the insulating material at low temperatures is an important technical index to ensure the normal operation of a superconducting coil. Herein, a low-temperature thermal conductivity testing device with a tiny uncertainty was developed to measure the composites. Furthermore, SiC/epoxy and AlN/epoxy composites were prepared and their properties were tested at low temperatures. The results showed that the composites have a better thermal conductivity at low temperatures than pure epoxy. In addition, the AlN/epoxy and SiC/epoxy composites have excellent dynamic mechanical properties and low coefficient of thermal expansion. Due to the fair thermal and dynamic mechanical properties, the composites will have potential application in the superconducting magnet.     

铜/石墨复合材料热变形行为研究

通过Gleeble-3500热模拟试验机对铜/石墨复合材料进行热压缩试验，研究变形温度为700～850 ℃、应变速率为0.001～1.000 s^-1时该复合材料的热变行为。通过光学显微镜研究复合材料显微组织的演变，根据实验数据构建该复合材料的本构方程和热加工图。使用Zener-Hollomon参数模型对该复合材料的流变应力进行研究。研究发现，铜/石墨复合材料的流变应力随着应变温度的升高而降低，随应变速度的增大而增大。计算得出该复合材料的热变形激活能为463.02 kJ/mol，表明材料具有良好的成形能力。通过构建的本构方程验证了最大应力的吻合性，发现计算值和试验值的误差在9.5%以内，说明该方程对复合材料的流变行为具有指导作用。热加工图表明了该复合材料的适宜加工温度为780～820 ℃，变形速率为0.050～0.100 s^-1；变形温度为830～850 ℃时，变形速率约为0.001 s^-1。     

改性纳米钐/铋/乙烯基酯辐射屏蔽复合材料的制备及性能验证

面对现代辐射防护提出的轻量化和无铅化要求，聚合物基屏蔽材料愈发受到重视。本文将改性后的纳米氧化钐（nanoSm2O3）和纳米氧化铋（nanoBi2O3）作为屏蔽填料，通过原位聚合法制备了改性纳米钐/铋/乙烯基酯辐射屏蔽复合材料（M-nanoSm2O3/M-nanoBi2O3/vinyl ester, SBV）。采用红外光谱和X射线衍射对改性前后的纳米填料进行了表征，通过热重分析、力学性能测试、断面扫描及伽马射线和热中子屏蔽性能测试研究了填料含量对复合材料性能的影响。结果表明，添加改性纳米填料能够显著增强复合材料的热稳定性能和屏蔽性能，但过量添加会严重破坏复合材料的力学性能。综合考虑，掺杂量为30 wt%时，复合材料综合性能最佳，兼并无铅、低比重和高屏蔽性能的特点，有望成为应用于混合辐射场中的屏蔽材料。     

MnO2/CNTs复合物的合成及其AZIBs正极材料性能

以乙酸锰和过硫酸铵为原料，通过水热合成法制备MnO₂,再通过超声法制备MnO₂/CNTs复合物.运用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对产物进行表征，并运用循环伏安、交流阻抗和恒电流充放电测试MnO₂/CNTs复合物作为AZIBs正极材料的电化学性能.结果表明：在反应温度140℃,反应时间22 h的条件下，制得的MnO₂产物为β-MnO₂纳米线；将其与CNTs复合后，β-MnO₂的化学结构没有发生改变；在0.1C倍率下循环20次，β-MnO₂/CNTs电极在1 mol/L ZnSO₄+0.5 mol/L MnSO₄水溶液中的首次放电比容量为140 mAh/g,较β-MnO₂/CNTs电极在1 mol/L ZnSO₄水溶液中的首次放电比容量(45 mAh/g)提高了2倍，较β-MnO₂电极在1 mol/L ZnSO<...     

原子非简谐振动对石墨烯/ZIF-67型复合材料蓄热性能及特征寿命的影响

利用石墨烯优良的特性与其他材料复合，可赋予复合材料优异的性质并兼具两者的优势；对石墨烯/ZIF-67型(CoO/RGO)复合材料的研究中，在考虑原子非简谐振动情况下采用固体物理学理论和方法，确定了该材料的德拜温度、定容比热和特征寿命随温度变化而变化的规律，并探讨了原子非简谐振动对上述指标的影响。结果表明：1) 石墨烯/ZIF-67型复合材料的德拜温度和定容比热的数值均随温度升高而增大，其中德拜温度随温度升高无较大变化，温度每升高1 K，德拜温度仅升高约0.003%；而定容比热随温度升高呈非线性增大，其中温度较低时定容比热变化较大，温度较高时定容比热有接近常量的趋势。2) 石墨烯/ZIF-67型复合材料的特征寿命约为232 d，并随温度升高而减少，但减少幅度不大，实际使用环境温度对该材料的特征寿命的影响很小。3) 若不考虑原子间的非简谐效应，石墨烯/ZIF-67型复合材料的德拜温度和特征寿命为常量；在考虑到原子非简谐振动项后，则它们均随温度变化而变化，且温度越高，非简谐效应产生的影响越明显；然而非简谐效应对该材料定容比热的影响不明显。研究结果有助于推动有关石墨烯/ZIF-67型复合材料的研究和应用。     

X射线在复合材料中辐射的散射研究

X射线透射复合材料时发生了康普顿散射现象、二次射线的辐射和多次射线辐射. 基于Beer定律,探讨了X射线在复合材料中的二次射线与一次射线的关系. 由射线辐射强度方程求得X射线在复合材料中多次射线强度与透射厚度的定量关系,结果表明射线透射强度与能量无关. 由散射光子在复合材料中倾斜同一角度时射线的强度微分方程, 导出了X射线在复合材料中多次射线辐射强度公式和总强度.     

Fe-Al金属间化合物基叠层复合材料的界面表征及生长动力学研究

将SUS441不锈钢薄板和1060纯铝薄板交替叠放后，经“轧制复合—合金化退火”工艺制得 Fe-Al金属间化合物基叠层（Fe-Al metal-intermetallic-laminate，Fe-Al MIL）复合材料。采用光学显微镜（optical microscope, OM）、扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）、X射线衍射仪（X-ray diffractometer, XRD）等设备测试了不同热处理制度下Fe-Al MIL复合材料的界面微观组织形貌、物相组成及化合物生长行为。结果表明：在640 ℃退火时，均匀层的主要物相为Fe₂Al₅，且有原子分数为5%～6%的Cr固溶于该均匀层；在高于640 ℃退火时，除由Fe₂Al₅相组成的均匀层之外，化合物层还出现了明显的由Fe₄Al₁₃相和Cr₂Al₁₃相组成的两相层，且两相层交界处有Al_5.50Cr_1.95Fe_2.55相析出；金属间化合物的厚度随退火温度的升高及时间的延长而增加，Fe₂Al₅相的生长规律满足抛物线法则，其生长激活能为192.28 kJ/mol。     

Effect of spark plasma sintering and reinforcements on the formation of ultra-fine and nanograins in AA2024-TiB2-Y hybrid composites

This study reports the influence of sintering mechanism and reinforcement materials on the formation of ultra-fine and nanograins in Al-TiB₂-Y nanohybrid composites. The mechanical properties of the composites and their corresponding micro and nanostructures are correlated. The experimental and characterization results revealed that despite the addition of TiB₂, the hard and brittle Al₃Ti phase formation in the composites was suppressed and hence, their ductility was retained. It was found that yttrium content of 0.3 ?wt% was the optimum amount which created advantageous spark plasma sintering conditions, and the addition of 0.3 ?wt% promoted the formation of bi-modal size grains (ultra-fine and nano) along with micro grains, Ω and other nano precipitates, resulting in a significant enhancement in the composite properties. The formation of ultra-fine and nanograins may be attributed to the combined effect of melting and rapid solidification at necking zones due to Joule's heating and thermo-mechanical fatigue. Among all the sintered composites, the highest hardness (137 HV), ultimate tensile strength (UTS) (496 ?MPa), yield strength (YS) (438 ?MPa) with 15.7% elongation were obtained in the sintered sample reinforced with 1.0 ?wt% TiB₂ and 0.3 ?wt% yttrium.