碳纳米管/水泥基复合材料导电机理的研究

利用四极法对碳纳米管/水泥基复合材料（MWNT/CC材料）的直流Ⅰ-V特性和交流阻抗特性进行了对比研究,同时采用SEM方法对碳纳米管在MWNT/CC材料的分布情况与连接情况进行了观察.研究结果表明,碳纳米管（MWNT）的掺入可以明显降低MWNT/CC材料的电阻率;不同MWNT掺量的MWNT/CC材料的电阻率在直流电压与交流电压下有相同的变化规律,且当MWNT掺量较高时,MWNT/CC材料内部出现了电容;当MWNT掺量较低时,MWNT/CC材料体现为非接触导电;当MWNT掺量提高到0.3％（占水泥质量的百分比）时,接触导电和非接触导电在MWNT/CC材料内部同时存在.     

CdS／聚苯胺导电复合材料的制备与表征

通过化学氧化聚合法,将固相法合成的CdS纳米粒子在十二坑基苯磺酸（DBSA）存在的条件下,用氧化剂（同时也是催化剂）过硫酸铵（APS）氧化苯胺（An）,制得了CdS／聚苯胺导电复合材料。探讨了CdS的掺入量对导电复合材料的影响。CdS／聚苯胺导电复合材料用X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）和四探针电导率测试仪进行了表征。结果表明,当苯胺单体为2mL,CdS的掺入量为0．1g时,制得的CdS／聚苯胺导电复合材料电导率较高。     

碳纳米管/聚偏氟乙烯复合材料的制备及其介电性能

作者研究了未经处理的多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯(MWNT/PVDF)复合材料体系的介电性能发现,在低频下,复合材料的介电常数随MWNT的含量增加而迅速增加,当体积分数为2.0%时,介电常数高达300左右,并且复合材料的渗流阈值仅为1.61%.MWNT较大的长径比和较高的电导率导致复合体系渗流阈值较低.发生渗流效应时,复合材料的介电损耗低于0.4,与频率无关.因此,可以认为未经过化学处理的碳纳米管可以大幅度地改善PVDF基复合材料的介电性能.     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

掺溴PPA/掺溴纳米石墨复合材料的导电性能研究

通过对聚苯乙炔(PPA)进行溴蒸气掺杂,使其电导率比未掺溴时电导率提高了11个数量级.用热重、固体紫外光谱、X射线光电子能谱(XPS)研究了溴、石墨和PPA之间的相互作用.结果表明,掺溴纳米石墨含量较低时,溴对复合材料电导率提高起主要作用;掺溴纳米石墨含量较高时,掺溴纳米石墨对掺溴PPA的掺杂作用是复合材料电导率提高的主要作用;掺溴纳米石墨含量更高时,由掺溴纳米石墨直接相连所构成的导电网络对复合材料电导率提高起主要作用.     

P(MMA-St)/MWNTs复合材料导电性能研究

采用原位乳液聚合法制备了甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物（P(MMA-St)）包覆多壁碳纳米管（MWNTs）复合材料.研究了MWNTs含量和共聚物单体配比对复合材料导电性能的影响;用 SEM、FTIR、Raman和XPS等手段,探究了复合材料结构、相互作用与性能之间的关系.结果表明,MWNTs的加入提高了复合材料的热稳定性和电导率：当MWNTs含量一定,提高PMMA链段含量时,共聚物与MWNTs的作用增强,共聚物更易均匀地包覆在MWNTs表面,呈现出优异的热、电性能.     

卤素掺杂对多壁碳纳米管导电性能的影响

通过气体吸附,制备了掺氯、溴、碘的多壁碳纳米管材料.与未掺杂多壁碳纳米管(MWNTs)相比,掺氯MWNTs电导率提高到原来的5倍以上,掺溴MWNTs电导率提高到原来的3倍左右,掺碘对MWNTs电导率基本无影响.用拉曼光谱和X光电子能谱(XPS)分析研究了卤素和MWNTs间的相互作用.同时研究了载流子浓度和迁移率对复合材料电导率的影响,结果表明:卤素的电负性越强,掺杂后多壁碳纳米管的载流子平均自由程提高越多,载流子迁移率提高越大;卤素与MWNT s之间的相互作用越强,产生的载流子越多,掺杂后的MWNTs载流子浓度提高越大.     

原位聚合制备聚苯胺/石墨烯导电复合材料的工艺

采用盐酸（HCl）为掺杂酸、以聚乙烯基吡咯烷酮（PVPK90）为空间稳定剂,在过硫酸铵（APS）氧化体系中通过原位聚合制备了聚苯胺/石墨烯导电复合材料。该方法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料导电性能好,聚苯胺尺寸大小均一、形貌规整。实验结果表明,当石墨烯的添加量为7%（质量分数）时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺的提高了2个数量级。另外,对原位聚合制备聚苯胺/石墨烯复合材料的制备工艺进行了优化。对制备工艺进行优化后,在石墨烯添加量为1%（质量分数）时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺提高了一个数量级,在提高复合材料导电性的同时简化了加工工艺,大大提高了生产率,具有可靠的实用价值。     

导电聚苯胺/TiO2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下,利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合,成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺/TiO2(PANI/TiO2)纳米复合材料.通过TEM,XRD,FT-IR,TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征.结果表明:复合材料的形貌呈纤维状,直径约20~40 nm,长度在390~420 nm范围;其中TiO2的含量为23.8%且具有金红石矿结构,聚苯胺也有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用;TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响,当TiO2含量为11.1%时电导率达到极大值2.86 S/cm.     

炭黑填充LDPE体系发泡复合材料的导电性能

以低密度聚乙烯（LDPE）和乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）为主基体, 乙炔炭黑(ACET)为导电填料, 偶氮二甲酰胺（AC）为发泡剂, 过氧化二异丙苯（DCP）为交联剂制备LDPE/EVA/CB导电泡沫复合材料. 通过分析炭黑含量、 交联剂、 发泡剂对复合材料电性能的影响表明, 该导电泡沫具有较理想的泡孔结构, 升温电阻测试表明, LDPE/EVA/ACET导电发泡复合材料具有较好的开关特性, 呈明显的正温度系数(PTC)特性, 并确定了发泡剂和交联剂的用量, 获得了具有较好泡沫性能和PTC特性的导电泡沫材料.      

Aluminum matrix composites reinforced by molybdenum-coated carbon nanotubes

To extend the application of carbon nanotubes (CNTs) and explore novel aluminum matrix composites, CNTs were coated by molybdenum layers using metal organic chemical vapor deposition, and then Mo-coated CNT (Mo-CNT)/Al composites were prepared by the combination processes of powder mixing and spark plasma sintering. The influences of powder mixing and Mo-CNT content on the mechanical properties and electrical conductivity of the composites were investigated. The results show that magnetic stirring is better than mechanical milling for mixing the Mo-CNTs and Al powders. The electrical conductivity of the composites decreases with increasing Mo-CNT content. When the Mo-CNT content is 0.5wt%, the tensile strength and hardness of Mo-CNT/Al reach their maximum values. The tensile strength of 0.5wt% Mo-CNT/Al increases by 29.9%, while the electrical conductivity only decreases by 7.1%, relative to sintered pure Al. The phase analysis of Mo-CNT/Al composites reveals that there is no formation of Al carbide in the composites.     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

BN/聚砜导热绝缘复合材料的制备及性能

采用粉末混合法制备了BN/聚砜导热绝缘复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数测试仪和超高电阻微电流测试仪对复合材料的微观形貌、导热性能和电绝缘性能进行了表征.结果表明:硅烷偶联剂改性处理后的BN粉体与聚砜基体之间的相容性较好;BN/聚砜复合材料的导热系数随BN含量的增加而增大,最大可达2.08(w·m-1·K-1);表面电阻率和体积电阻率随BN含量的增加而减小,最低值分别为0.82×1015Ω和1.78×1015(Ω·cm),具有电绝缘性.     

聚丙烯腈改性碳纳米管复合材料的电性能

采用溶液聚合的方法制备聚丙烯腈,对聚丙烯腈进行热处理改性后,与碳纳米管共混制备复合材料.与未改性处理的复合材料相比,电导率提高了2个多数量级.用FTIR、Raman和XPS等方法进行研究,结果表明聚丙烯腈经热处理改性后,部分腈基(—C=N)转变为亚胺基(-C=N),其链状结构向环状结构转化,MWNTs上的π电子与改性后聚丙烯腈的π电子之间形成强的π-π共轭,增强了改性聚丙烯腈与碳纳米管之间的相互作用,提高了复合材料的导电性能.     

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料。研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%。     

轧制变形Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料的组织和性能

通过分道次冷轧和多次中间退火工艺制备了Cu-10Fe-2Ag-0.15Zr原位复合材料,并对其组织、强度、电导率和形变量之间的关系进行了研究。研究表明形变量越大,Fe纤维越均匀细化,强度越高。中间退火可以在不损害其强度的情况下大幅提高其电导率。通过变形和中间退火的合理配合,可获得较好强度和电导率匹配。本实验较好的强度和电导率组合为820MPa/55.4%IACS和713MPa/61.3%IACS。     

Aromatic carbon coated tin composites as anode materials for lithium ion batteries

Aromatic carbon coated tin composites (A/Sn) have been prepared by thermal decomposition of the stannous 1,8-naphthalenedicarboxylate precursors, which is a reformative preparation method. Sugar carbon coated tin composites (S/Sn) also are prepared as a contrast with the A/Sn composites. The morphology and composition of the products were characterized by Scanning Electricity Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). Their electrochemical performance as anode materials for lithium ion batteries were investigated; the results indicated that these materials exhibited good performance, and the cycle stability of A/Sn composites is especially superior to the S/Sn composites due to its special carbon resource.     

种子乳液聚合法制备聚苯胺导电复合物

采用种子乳液聚合的方法制备了聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈)/聚苯胺(P(St-BA-AN)/PANI)核壳结构复合微球,对复合微球的形貌、结构、电性能和热性能进行了研究.结果表明,种子微球的粒径、形貌以及掺杂剂的种类对核壳结构复合物的电导率均有影响,并且其电导率随着苯胺加入量的增加而提高.TGA测试结果表明,在380℃以下P(St-BA-AN)/PANI复合物的热稳定性好于PANI.