碳纳米管增强硬质合金的制备及性能研究

为改善硬质合金中增强体碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）的团聚问题,采用化学镀Ni方法对CNTs进行表面改性,利用气压烧结工艺制备了WC-10Co-CNTs硬质合金和WC-10Co-CNTs/Ni硬质合金。对镀Ni前后CNTs的表面形貌、结构及成分进行了分析表征,并研究了CNTs和CNTs/Ni对硬质合金组织及性能的影响。结果表明,CNTs经化学镀改性处理后,表面包覆了致密的纳米Ni颗粒,团聚现象明显改善;在WC-10Co中添加CNTs或CNTs/Ni后可以有效地细化硬质合金的晶粒,降低孔隙率;和未添加的比较,添加质量分数0.1%的CNTs的硬质合金和添加质量分数0.1%的CNTs/Ni的硬质合金抗弯强度分别提高了17.5%和28.2%,热扩散系数分别提高了23.5%和42.8%。     

pH值对聚苯胺的结构和导电性能的影响

基于酸浓度对苯胺聚合具有较大的影响,采用化学氧化法,在不同pH值条件下制备了聚苯胺,利用FT-IR、UV-Vis、XRD对产物的光学吸收、凝聚态结构进行研究,并测定了样品的电导率.结果表明,当pH≥3时有偶氮链生成,并随pH值增大偶氮链增多;苯胺聚合生成具有良好结晶性的低聚物,且随pH值增大,低聚物的电导率急剧降低.当pH≤3时苯胺主要以首-尾连接方式聚合;随着pH值由2减小到0时,所获得的聚苯胺的紫外吸收光谱发生显著红移,其凝聚态结构由一种结构向另一种结构转化;只有当pH≤1时才能合成电导率较高的聚苯胺;当pH值由4减小到0时,聚苯胺的电导率增加了9个数量级.     

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%.     

修饰碳纳米管对硼酚醛树脂摩擦性能的影响

采用共价接枝法制备了羧基化碳纳米管(MWCNTs -COOH)、二氨基二苯基甲烷修饰碳纳米管( MWCNTs -DDM)、硼酸化碳纳米管(MWCNTs- Borate)修饰碳纳米管(MWCNTs).通过原位聚合的方法制备了修饰碳纳米管/硼酚醛树脂.使用3种碳纳米管改性的树脂制备了摩擦材料并研究了其摩擦性能.结果表明,修饰碳纳米管的加入,有助于提高摩擦材料摩擦系数的稳定性,减小磨损率,改善热衰退性.其中添加质量分数为1％的MWCNTs- Borate的情况改善最大,磨损率减小43.2％,摩擦系数和磨损率衰退率仅为10.3％和28.6％,摩擦表面保持完好.     

碳纳米管增强铝基复合材料的力学和物理性能

采用磁力搅拌与放电等离子烧结技术制备了碳纳米管(CNT)增强铝基复合材料.对试样进行了扫描电镜和透射电镜表征,测试了试样的力学性能、摩擦性能、电学性能和热学性能.当碳纳米管在试样中的质量分数为1％时,可在铝基体中均匀分布且CNT/Al界面结合良好,此时试样的抗拉强度和硬度较纯Al分别提高了29.4％和15.8％.在获得最佳力学性能强化和最佳减磨效果的同时,试样电导率较纯Al仅降低8.0％.碳纳米管可提高基体的热导率,但强化效果不明显.     

冻融作用对土壤含水率、pH值、电导率的影响

我国对土壤冻融作用研究主要集中在自然环境条件下冻土环境变化。文章对齐齐哈尔市南郊污水处理厂附近的氧化塘中的冻融土壤进行研究,论述了冻融作用对土壤三参数的影响。研究表明,季节性冻融作用对土壤的含水率、pH值、电导率都有影响,尤其是对含水率的影响较大。     

酸,碱对钠膨润土悬浮系pH值的影响

通过测试ｐＨ值及电导率的方法,研究钠蒙脱石在ｐＨ＝１￣３的酸、碱体系中形成质量分数为０．１％的悬浮系时,钠蒙脱石－水体系ｐＨ值的变化行为。钠蒙脱石悬浮系呈现缓冲性质,保持ｐＨ值的能力决定于它在中性水溶液中形成的悬浮系的ｐＨ值大小。悬浮系的ｐＨ值稳定约需７ｄ的时间,在老化时间内,呈酸性的悬浮系其ｐＨ值回升,呈碱性的悬浮系,其ｐＨ值回落。     

ABS/碳纳米管复合材料性能的研究

采用熔融共混法将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料与碳纳米管(CNTs)复合,并对所得的复合材料分析了其力学、电学、热解等性能。研究结果表明,添加ABS含量3%的CNTs可以大幅提高的力学性能,如:拉伸强度、弯曲强度、弹性模量;降低材料的表面电阻率;提高材料的热稳定性。T408牌号CNTs对复合材料提高幅度最大,拉伸强度提高近48%,弹性模量提高近127%,弯曲强度提高近73%,热失重温度提高大约10℃,表面电阻率相比纯ABS样下降约4个数量级。     

Fenton试剂对剩余污泥脱水性能的影响

以剩余污泥为研究对象,通过考察p H值、H_2O_2浓度、Fe~(2+)浓度和反应时间等条件对污泥比阻(SRF)、污泥抽虑后泥饼含固率(DS)的影响,研究了Fenton试剂对污泥脱水性能的影响。结果表明:Fenton试剂能够破坏污泥的胶态结构,从而提高污泥的絮凝性,改善污泥的脱水性能。Fenton试剂改善污泥脱水性能的最适宜条件为:Fe~(2+)浓度为0.90 g/L、p H=4.00、H_2O_2浓度为5.00 g/L、反应时间为30 min。当p H=4时,SRF达到最小值6.49×1012m/kg,DS达到最大值27.14%,此时污泥脱水性能最好。当H_2O_2投加量为5.00 g/L时,SRF为5.16×1012m/kg,泥饼DS相对较高,此时污泥相对较容易脱水、脱水程度较高。当Fe~(2+)浓度为0.90 g/L时,SRF值最小为7.24×1012m/kg,污泥相对比较容易脱水。反应时间达到30 min之后SRF基本趋于稳定。     

碳纳米管增强气凝胶隔热复合材料的性能研究

以碳纳米管为增强相,通过溶胶-凝胶和常压干燥制备出碳纳米管增强SiO2气凝胶隔热复合材料,对复合材料的形貌和微观结构进行了表征,测试了材料的红外透射率、有效导热系数及抗压强度.研究结果表明加入碳纳米管后气凝胶平均孔径略有减小、红外辐射遮挡效率提高,使碳纳米管增强气凝胶复合材料具有超级绝热性能;而且碳纳米管明显改善了气凝胶的抗压强度,如加入1wt%碳纳米管后气凝胶在10%形变下的抗压强度提高了1.7倍.     

三维互通CNTs/Cu复合材料的制备及力学性能研究

对CuCr合金粉末固溶时效处理之后进行预烧结,得到CuCr预压块。以此预压块为基底,采用化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）工艺和放电等离子烧结（sparking plasma sintering, SPS）工艺成功制备了三维互通的碳纳米管/铜（carbon nanotubes/Cu, CNTs/Cu）复合材料。采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）,拉曼光谱仪等表征碳纳米管的微观组织结构,利用微拉伸试验机测试复合材料的力学性能。研究结果表明,Cr作为催化剂,对碳纳米管的形貌影响很大,碳纳米管的质量也会对复合材料的力学性能产生影响。当Cr的质量分数为0.6%时,碳纳米管在铜基体表面均匀分布,CNTs/Cu复合材料的力学性能最佳。经SPS烧结和轧制之后,复合材料的导电率和屈服强度分别达到了82.4% IACS和349 MPa,断裂伸长率高达6.4%,这是由于CNTs的加入,起到了第二相强化的作用,提高了复合材料的力学性能。     

CNTs／PS和CNTs／PEE的制备及性能

通过溶液共混制备了不同碳纳米管(CNTs)质量分数的CNTs/聚苯乙烯(PS)、CNTs/聚醚酯(PEE)复合材料,研究CNTs对复合材料导电性能、力学性能的影响.CNTs的加入可以使复合材料的导电性能得到明显提高,CNTs/PS体系的电导率大于CNTs/PEE体系的电导率.随着CNTs质量分数的增加,CNTs/PS复合材料的断裂强度先增大后减小,在CNTs质量分数为1%时达到最大值,但CNTs/PEE的断裂强度随CNTs质量分数的增加逐渐下降,扫描电镜(SEM)结果显示CNTs在PS中的分散性稍好于在PEE中的分散性.     

SPS工艺对CuCr/CNTs复合材料组织性能的影响

放电等离子烧结（SPS）工艺可以实现快速烧结成型,且制备出的复合材料致密度高、硬度高、导电和导热性能好、晶粒尺寸均匀.在采用化学气相沉积（CVD）法原位合成分布均匀的CuCr/CNTs复合粉末的基础上,运用不同的SPS工艺制备CuCr/CNTs复合材料.利用扫描电子显微镜、偏光显微镜、数字金属导电率测试仪、微拉伸试验机、显微硬度计等对其组织性能进行表征.结果表明,当烧结温度为750 ℃,烧结压力为45 MPa,烧结时间为10 min,升温速率为80 ℃/min时,制备的CuCr/CNTs复合材料的组织和性能较佳,导电率、硬度和抗拉强度分别为86.8%IACS、95.8（HV）、178 MPa.     

碳纳米管的本征微波吸收特性研究

从碳纳米管电磁参数和微波吸收特性的实验结果出发,分析探讨了碳纳米管的本征微波吸收机理,并得出结论:界面极化吸收、多重反射和散射以及螺旋型碳纳米管的手性微波吸收是碳纳米管的主要本征微波吸收机理.碳纳米管的结构缺陷能增强极化效应,从而增加介电损耗;碳纳米管所具有的小尺寸效应、表面效应(比表面积大)、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等有利于其微波吸收.碳纳米管的电容率值远大于磁导率值,碳纳米管是一种介电损耗型吸波介质.     

不同催化条件下酚醛树脂的热失重分析

在一定条件下,使用硼砂既作为催化剂,又作为改性剂,制得了三元共聚的热固性硼酚醛树脂,产物稳定且耐热性能较好.尝试探讨了催化剂种类对耐热性能的影响.用热分析仪器对热性能进行了分析.     

Study on the Mechanical Properties of Carbon Nanotube/Polyacrylonitrile Composite Fibers

The method of preparing the multi-walled carbon nanotubes (MWNTs)-polyacrylonitriIe (PAN) composite fibers is described and the effects of draw ratio on the mechanical properties of CNT/PAN fibers have also been discussed. The results show that the degrees of MWNTs dispersion in the polymer matrix have much effect on the mechanical properties.     

原位生长CNTs对于铜基复合材料性能的影响

通过化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）法成功制备了CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料。采用内氧化法制备Cu-Al₂O₃粉末,利用CVD技术改善碳纳米管（carbon nanotubes, CNTs）在铜基体中的分散性和界面结合,提高复合材料的性能。在制备的铜基复合材料中,Al₂O₃和CNTs双增强相的加入能够提高复合材料的力学性能,且CNTs独特的纤维结构有助于阻止熔融铜脱离基体表面,保持液态熔池稳定,避免复合材料导电率降低。双增强相的添加提高了复合材料的耐磨性、抑制了腐蚀坑的形成。Al的质量分数为0.35%的CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料能够保证导电率较高的情况下得到较高的维氏硬度与致密度。为制备高性能铜基电接触材料提供了新思路。     

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。     

微波法制备碳纳米管负载ZnCdS纳米粒子及其光催化性能

用微波法制备了碳纳米管负载ZnCdS纳米复合材料(ZnCdS/CNTs).通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为25 nm六方纤锌矿结构的ZnCdS纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面.ZnCdS/CNTs纳米复合材料在可见光下光催化降解甲基橙和罗丹明溶液.结果表明:催化剂用量为0.02g/L条件下,对初始浓度均为100mg/L的甲基橙和罗丹明溶液进行可见光光照50min后,降解率分别达到97%和96.7%;催化剂重复使用3次后,光照50min后甲基橙和罗丹明的降解率仍可达到92%和91%.