氧化石墨烯增强环氧树脂复合材料的制备及其力学性能研究

以天然石墨为原料，利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，并对其进行X-射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）表征。之后利用一种新型的有机溶剂三缩水甘油基对氨基苯酚（TGPAP）作为相转移剂和表面活性剂，将氧化石墨烯（GO）从水溶液转移到环氧树脂基体中，去除水分，加入固化剂进而得到混合液，最后利用浇铸法得到复合材料。通过万能测试拉力机对复合材料的拉伸性能和弯曲性能进行测试，结果表明氧化石墨烯的加入能够有效增强复合材料的力学性能：在添加0.1%（质量分数）的氧化石墨烯时，复合材料拉伸强度达到最大值77.29 MPa，与不添加氧化石墨烯相比提高了26.60%；在添加1.0%的氧化石墨烯时，拉伸模量达到最大值2 451.99 MPa，与纯环氧树脂相比提高了21.69%。     

Microstructure evolution and reaction behavior of Cu–Ni alloy and B_4C powder system

Microstructure evolution and reaction behavior of Cu–Ni alloy and B_4C power system was studied by in-situ and static experimental investigations along with theoretical calculations. The reaction process was as follows. Firstly,B_4C decomposed into B and C atoms, and then B atoms diffused into Cu–Ni matrix, leading to the formation of Ni_2B particles. Subsequently, Ni atoms diffused into B_4C, forming a loose mixture of Ni_2B and amorphous C at the initial powder boundary. Finally, with the completion of reaction, Ni_2B particles at the powder boundary grew into a monolithic block, and then C substance was excluded out and accumulated at the edge of this monolithic Ni_2B block. It is believed that the formation of Ni_2B phase is caused by the most negative change of Gibbs free energy among all the potential reactions between Ni–B and Ni–B_4C systems.     

2019年先进纤维复合材料研发热点回眸

 高性能纤维复合材料作为典型的先进纤维复合材料，无论在军用还是民用领域都拥有极为广泛的应用前景，近年来已成为世界各国研究的热点和重点。通过回顾2019年全球范围内高性能纤维复合材料在新产品、新工艺以及新市场等方面取得的科技进展，对美国、日本、欧洲和中国高性能纤维复合材料的研究重点进行了总结并分析了未来高性能纤维复合材料的发展趋势。     

Adjustable thermal expansion in La(Fe,Si)_(13)-based conductive composites by high-pressure synthesis

Providing a suitable contact interface, where a high conductivity material with a desirable coefficient of thermal expansion(CTE) adjoins the target micro-electric devices, is very crucial to optimize the properties and service life of the relevant instruments. Regrettably, a high conductivity, low thermal expansion and relatively inexpensive material is very rare. Composites, fortunately, can offer a method to design materials with adjustable properties by mixing two or more diverse constituents. In this paper, high conductivity composites with adjustable thermal expansion were successfully prepared by a high-pressure synthesis. The composites are based on combining La(Fe,Si)_(13)-based compounds, the materials showing a giant, isotropic negative thermal expansion(NTE) properties, within Cu matrix. The La(Fe,Si)_(13)-based compounds were used to adjust the CTE of the composites, while the Cu phase is in charge of tuning the thermal conductivity properties. Thus, by changing the relative amount of the two components, the composites with high conductivities and adjustable CTE were achieved. Furthermore, the thermal expansion and magnetic properties of the composites were investigated by a physical property measurement system. The present results highlight the potential applications of the Cu-based high conductivity composites with room-temperature NTE properties in the thermal contacts to various semiconductor and microelectronic devices.     

Ag/RGO@DE复合微粒的制备及光催化还原对硝基苯酚

为了有效还原污染水中的硝基化合物,采用原位法制备了具有高效催化活性的纳米银/还原氧化石墨@硅藻土(Ag/RGO@DE)复合微粒。利用SEM,XRD,XPS和FTIR等测试方法对所制备复合微粒的形貌、微观结构和组成进行了表征,采用UV-vis DRS,PL和光电流等测试分析了复合微粒的光电性能,以对硝基苯酚还原作为模型反应,考察了不同银和RGO负载量对Ag/RGO@DE复合微粒光催化性能的影响。结果显示,RGO为片层结构,纳米银颗粒分散于RGO和硅藻土DE表面及片层间,为面心立方晶型;纳米银的引入显著提高了RGO基体对可见光的吸收及其光生电子-空穴对的分离效率;当银质量分数为2.5%,RGO质量分数为26.6%时,Ag/RGO@DE表现出最佳的光催化还原活性。因此,Ag/RGO@DE复合微粒具有良好的光催化稳定性,对4-NP的还原反应具有高效催化活性。     

不同形状的氧化石墨烯-金纳米粒子对对硝基苯酚的表面增强拉曼活性特性分析

通过种子生长法合成了不同形态的金纳米粒子,之后加入至氧化石墨烯水分散液中超声震荡得到不同形状的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物。运用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱等表征手段,探究复合物的表面结构、结合能与电荷状态,通过对对硝基苯酚的检测以表征其拉曼活性,并分析造成不同增强效果的原因。结果表明,氧化石墨烯-金纳米粒子复合物表现出良好的表面增强拉曼活性,可以成功地检测到10^-5 mol/L的对硝基苯酚,且复合物的表面增强拉曼活性因金粒子的形状不同而有所差异。     

碳纳米管水泥基复合材料物理力学性能试验研究

目前,关于碳纳米管水泥基复合材料物理性能和力学性能的研究还不系统。本文采用多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）水性浆料作为增强相,通过试验研究了该材料对水泥标准稠度用水量、凝结时间及安定性的影响;同时对比研究了直接添加和超声处理两种方式制备的复合材料试件的力学性能。结果表明：MWCNTs水性浆料的加入可使水泥的标准稠度用水量呈近似线性增加,初凝时间和终凝时间均延长。MWCNTs能够有效地提高复合材料的力学性能,经超声处理制得的试件28 d抗折强度和抗压强度分别提高了25.5%和10.3%,直接添加的分别提高了19.8%和7.2%,表明超声处理的MWCNTs可更充分地发挥其增强作用。     

亚微米Al2O3P/Al-Cu-Mg复合材料时效过程的DSC分析

运用DSC分析的手段研究了两种基体合金化的亚微米Al2O3P/Al-Cu-Mg复合材料的时效行为。Al-Cu-Mg合金中时效过程明显,改变Cu、Mg元素含量抑制了时效析出过程。复合材料中,添加亚微米Al2O3颗粒使得G.P.区受到完全抑制,亚稳相的时效析出变得困难;提高Cu含量,在一定程度上促进了复合材料的时效析出。     

辐射剂量分布对低能电子束分层固化复合材料层间剪切强度的影响

为了进一步降低电子束固化复合材料制造成本,研究了预浸带双面辐射分层固化复合材料的最小电子束能量值,以及双面辐射剂量分布对复合材料层间剪切强度的影响。试验验结果表明,125keV低能电子束双面辐射可以获得较好的穿透性,并且辐射固化比较均匀,是能够实现复合材料分层制造的最小电子束能量值。相对于双面等剂量辐射固化复合材料层合板的层间剪切强度(ILSS)的61.7MPa,双面不等剂量辐射固化复合材料层合板的ILSS达到66.3MPa,提高幅度为7.5%。光学显微镜及SEM分析与DSC测试结果表明,辐射剂量分布导致的层间键合树脂基体活性官能团数量,是造成双面等剂量与双面不等剂量辐射复合材料层合板ILSS产生较大差异的主要原因。     

Cr_2AlC颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征

采用热压烧结方法制备以三元层状碳化物陶瓷Cr2AlC为增强相的Cu-Cr2AlC复合材料.利用X射线衍射(XRD)和光学显微镜研究复合材料的物相组成和组织形貌;利用维氏硬度仪和万能试验机测试其维氏硬度和抗拉力学性能;利用扫描电镜观察样品拉伸断口形貌.结果表明,当Cr2AlC的体积分数为20%时增强效果最佳,屈服强度和抗拉强度分别达到230和315MPa;Cu基体晶粒细化及增强颗粒与基体之间良好的界面结合是材料强化的主要原因.