计算机模拟聚合物纳米复合材料导电导热的研究进展

总结了作者课题组采用分子动力学模拟方法,在聚合物纳米复合材料导电导热方面取得的研究进展。研究结果表明,高的聚合物导电填料相互作用能、中等的分子链功能化改性度、中等的导电填料表面接枝分子链数目、中等的本体交联密度以及中等比率的聚合物共混有利于导电填料网络的形成,进而得到高的材料电导率。另外,外加剪切场和电场会显著地致使导电填料沿着外场方向取向,进而获得导电各向异性材料。当外加剪切场和电场撤去后,导电网络会逐渐地回复到初始值,这个回复过程可以用一个模型来描绘。对于导热性能,聚合物填料界面热导率与填料接枝密度成正比;随着接枝长度的增加,聚合物填料界面热导率先上升后逐渐趋于恒定;然而填料热导率随着接枝密度的上升而显著下降,最终在中等接枝密度下材料的热导率达到最大值。此外,填料间热阻可以用一个热环流模型来描绘。最后,分子链接枝填料末端会显著提高材料的热导率。这些基础问题的探讨将为制备高导电高导热的聚合物纳米复合材料提供重要的科学依据与理论指导。     

帘线断裂时橡胶复合材料温度场数值模拟

以单向帘线增强橡胶复合材料为研究对象,采用有限单元法建立二维计算模型.在周期性载荷作用下,对帘线断裂和帘线脱粘滑移引起的橡胶复合材料滞后生热的瞬态温度场进行了数值模拟,并讨论了帘线脱粘滑移摩擦对滞后生热的影响.结果表明,随着帘线断裂数目的增加,温度升高明显;脱粘摩擦生热对温升影响较小;帘线断裂引起的局部应力集中导致的大...     

带电聚合物刷的分子动力学模拟和研究

主要介绍通过分子动力学模拟来研究带电聚合物刷在水溶液和盐溶液中的结构性质，分别给出不同吸附密度下的单体密度，补偿离子分布图。通过模拟得到的刷子高度与通过新标度理论得到的高度值吻合的很好。验证了在渗透区，吸附密度对刷子的高度是存在影响的，并讨论了在同一吸附密度下，Debye长度对刷子结构的影响，刷子的高度随着Debye长度的增大而变大，进而达到通过盐离子浓度来控制刷子结构的目的。     

聚合物/无机纳米复合材料的研究现状

从聚合物／无机纳米复合材料的种类、制备方法、应用领域、结构和性能表征、研究中存在的问题及前景展望等多个角度综述了聚合物／无机纳米复合材料的研究现状和发展趋势。     

蛋白质和带电聚合物刷吸附行为的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟了蛋白质与带电聚合物刷的吸附过程,研究了蛋白质带电密度、聚合物链的吸附密度,以及盐溶液对吸附的影响.模拟验证了实验结论:蛋白质产生吸附的条件,首先是其表面带电密度要足够大到在其表面产生离子凝聚,其次聚合物链的吸附密度要使得带电聚合物刷处在最有利于吸附产生的渗透区域,而随着盐离子的加入,吸附的蛋白质开始释放.     

分子动力学模拟在钙基地聚合物研究中的进展

随着材料研究从宏观到微观逐步发展的趋势,分子动力学模拟成为研究材料微观结构的重要手段。基于分子动力模拟在钙基地聚合物的研究,综述了分子动力学的基本理论,详细介绍了分子动力学模拟对钙基地聚合物中C—S—H、N—A—S—H和C—A—S—H凝胶的研究进展。通过模拟得到的数据,同已有的实验数据进行对比,验证了计算机模拟的可操作性。最后,指出当前研究中存在的问题并对下一步的工作进行了展望。     

聚合物／BaTiO3复合材料动态力学性能研究

采用动态力学分析仪（ＤＭＡ）对聚合物／ＢａＴｉＯ３复合材料的动态力学性能进行了研究，并用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了复合材料的断面形貌。结果表明：聚合物的分子结构、结晶度和ＢａＴｉＯ３粒子的表面性质对复合材料的动态力学性能影响很大。ＬＬＤＰＥ／ＢａＴｉＯ３复合材料中存在网络结构，而ＢａＴｉＯ３粒子位于网络之中，这有利于动态模量的提高。     

碳纤维增强复合材料正交切削加工性能数值分析

针对碳纤维增强复合材料正交切削过程中能量耗散和切削加工质量分析的不足,基于Hashin失效准则建立CFRP切削加工宏观动态仿真模型.模型分析了切削速度和切削深度对能量耗散的影响规律,并对比分析了不同纤维方向和刀具结构的切削表面质量,所得结果与相关实验的加工缺陷趋势相吻合.     

高强度超强吸水剂研究

采用低温下引发 ,高温下聚合和干燥产品的新实验方法 ,通过对影响该反应的主要因素如引发反应温度、聚合及产物干燥温度 ,单体、引发剂及交联剂质量分数以及中和度等系统地考察 ,制得了高强度超强吸水剂——交联聚丙烯酸钠 .该吸水剂吸水率高 ,且具有很好的凝胶强度     

Review of metal matrix composites with high thermal conductivity for thermal management applications

Metal matrix composites with high thermal conductivity and tailorable coefficient of thermal expansion are found widespread applications in electronic package and thermal management.The latest advances in manufacturing process,thermal properties and brazing technology of SiC/metal,carbon/metal and diamond/metal composites were presented.Key factors controlling the thermo-physical properties were discussed in detail.The problems involved in the fabrication and the brazing of these composites were elucidat...     

钢绞线网片-聚合物砂浆加固空间框架节点试验

提出了采用新技术高强钢绞线网片聚合物砂浆加固技术提高钢筋混凝土空间框架节点抗震性能的方法,并通过3个带有直交梁和楼板的空间框架节点试件的低周反复加载试验对该加固方法进行了检验.试验结果表明:加固能够有效地提高节点的极限受剪承载力22%左右,改变节点的破坏模式为梁端延性破坏,提高节点的延性系数到4以上,改善节点的承载力退化和刚度退化,提高节点的能量耗散能力,从而显著改善了梁柱节点的抗震性能.根据试验研究结果提出了该技术加固梁柱节点的设计和施工时的建议.     

X频段低噪声放大器的仿真设计

介绍了使用Agilent公司的微波电路CAD软件ADS进行仿真和优化设计X频段的低噪声放大器的方法和过程。并对制成品在工作频段为8.6～9.5GHz噪声系数1.8dB，增益为23dB，带内平坦度0.5dB时进行了实际测试和调试，结果表明，此放大器达到了预定的技术指标，性能良好。     

C/C复合材料及高强石墨的滑动摩擦磨损行为

在M 2000环 块摩擦试验机上测试了C/C复合材料及当前拟用作航空发动机主轴密封环材料的高强石墨的摩擦磨损行为.对材料试样在荷载为60,80,100,120和150N时的摩擦磨损行为进行研究,得出:高强石墨材料试样摩擦因数为0.22～0.24,而C/C复合材料试样摩擦因数仅为0.08～0.12.在80N时,2号试样体积磨损量达10.09×10-4cm3/次,而3号试样体积磨损量仅为1.36×10-4cm3/次;C/C复合材料与高强石墨材料相比摩擦因数低且稳定,磨损量小.这表明C/C复合材料比高强石墨材料更适合用作航空发动机主轴密封环.     

Effect of solid-solution temperature on the microstructure of Fe-Ni based high strength low thermal expansion (HSLTE) alloy

The influence of solid-solution temperature on the dissolution of carbide precipitates, the average grain size and the microhardness of the austenite matrix in an Fe-Ni based high strength low thermal expansion (HSLTE) alloy was investigated to obtain the proper temperature range of the solid-solution process. The XRD analysis, microstructure observations, and the theoretical calculations showed that the Mo-rich M₂C-type precipitates in the Fe-Ni based HSLTE alloy dissolve completely at about 1100℃. The average grain size of the studied alloys increases from 14 to 46 μm in the temperature range of 1050 to 1200℃. The microhardness of the matrix decreases gust for the sake of solid-solution treatment, but then increases later with increasing solution temperature because of the solution strengthening effect.     

高塑高强纳米Al_2O_3 -Cu复合材料

以Cu-Al水雾化合金粉末为原料,通过内氧化方法制备了Al2O3弥散强化铜复合材料,使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)结合X射线衍射等手段,对复合材料进行了综合研究.结果表明:γ-Al2O3弥散相粒子在基体内均匀分布,尺寸约6nm,间距30～50nm.挤压态棒材的相对导电率为87%IACS,软化温度达850℃.挤压态的25mm弥散强化铜棒材不经过任何中间热处理,直接冷拉拔得到1mm的铜丝,其抗拉强度高达680MPa.     

低掺量水泥固化高含水率黏土强度特性研究

为了研究低掺量水泥固化高含水率海泥(HW-LC-clay)的强度特性,通过室内试验测试了不同含水率和不同水泥剂量条件下HW-LC-clay的无侧限抗压强度,然后采用归一化分析方法,分别揭示了含水率和水泥剂量对HW-LC-clay强度指标的影响规律.研究结果表明:含水率和水泥剂量对HW-LC-clay强度的影响是相互独立的.在此基础上,建立了HW-LC-clay强度预测经验公式,并采用文献数据验证了该经验公式的合理性.     

高强混凝土高温后的红外热像检测

为研究高强混凝土遭遇火灾后产生的损伤破坏情况,根据红外热像检测原理,对高温作用后的素混凝土和聚丙烯纤维混凝土进行红外检测,并进行了抗压强度试验。通过对试验结果的分析计算,建立了掺聚丙烯纤维前后的高强混凝土试块红外热像平均温升与受火温度和抗压强度损失率的关系。分析结果表明,随受火温度的升高,素混凝土和聚丙烯纤维混凝土的红外热像平均温升基本上处于上升趋势,而抗压强度降低,500℃时强度损失率达到50%,600℃以后,聚丙烯纤维混凝土的强度损失率更是达到75%左右,表明试块损伤趋于严重。通过建立平均温升与受火温度、抗压强度比之间的回归方程,可鉴定火灾后混凝土的火灾温度、结构损伤程度,有利于及时修复灾后建筑物。