镁基储氢材料的研究进展

从镁基储氢材料体系入手,综述了该体系的研究情况及近期进展．对镁基储氢材料进行了合理的分类,将其分为单质镁储氢材料、镁基储氢合金和镁基储氢复合材料．并结合各类镁基储氢材料的国内外研究状况,指出要改善镁基储氢材料的储氢性能,必须走多元合金化的路线并在学习有关理论的基础上,采用优化合金成分与新的合成方法来进一步提高材料的储氢性能．     

具有电容和脱嵌锂特性的锂离子电池复合负极材料性能

以中间相炭微球和活性炭为原料,采用物理混合的方法制备锂离子电池复合负极材料.用扫描电镜、X线衍射仪、恒电流充放电和循环伏安(CV)测试来表征材料的表面形貌、结构和电化学性能.研究结果表明:制备复合材料的中间相炭微球和活性炭混合均匀;复合材料首次放电和充电比容量分别为549和290 mA-h/g,当电压为0.25～3.00 V时,复合材料充电曲线斜率介于中间相炭微球和活性炭的充电曲线斜率之间,比容量为93 mA-h/g,显示复合负极材料同时具有脱嵌锂特性和双电层特性;循环30次后,复合材料的放电容量为240 mA-h/g;在充放电电流密度为4 A/g时,复合材料的电化学极化较中间相炭微球的极化显著降低,是一种具有发展前途的锂离子电池负极材料.     

兴之所致情之所钟--记北京化工大学材料科学与工程学院教授宋怀河

宋怀河北京化工大学材料科学与工程学院可控化学反应的科学与技术基础教育部重点实验室副主任,教授,博士生导师。主要研究方向为沥青基炭纤维(通用级和高性能);中间相沥青炭微球(用作锂离子二次电池负极材料及C/C复合材料等);功能性炭材料(储能、导电、磁性材料等);纳米炭及纳米复合材料(纳米碳管、碳包覆纳米金属晶、纳米碳管增强树脂及炭复合材料等);锂离子二次电池用负极材料。1999年入选北京市科技新星计划,2000年入选教育部骨干教师计划,2004年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。     

木棉/三维卷曲中空涤纶复合浮力材料的探讨

探讨以木棉／三维卷曲中空涤纶混配复合材料作为救生衣浮力材料．通过定应力循环压缩实验、包覆材料破损条件下的浮力实验，分析复合浮力材料结构参数如材料细度、混梳比例等对其浮力的影响，得到纤维细度是影响浮力材料性能的重要因素．为研发新型浮力材料提供依据。     

聚酰亚胺/中空玻璃微球低介电复合膜的制备及应用

由于5G通讯频率和电路集成化的提高，出现信号传输延迟及功率损耗增大等一系列问题，对聚合物的低介电性能提出了更高的要求.本文设计合成了一类含中空玻璃微球的有机无机复合聚酰亚胺低介电薄膜材料——聚酰亚胺/中空微球(PI/SiO₂-Air)复合膜.复合材料中的中空玻璃微球经过氨基化处理得到表面含有大量可反应性官能团，进一步以该微球作为化学交联位点，得到了均匀分散的PI复合薄膜，同时在复合膜中引入了均匀分布的微孔结构.所制备的PI复合膜具有优异的力学性能，其拉伸强度可达201.6 MPa.此外，复合PI膜具有优异的低介电性能，在1 MHz测试条件下的介电常数可低至2.42，介电损耗低至0.0348. Weibull击穿场强最高可达227 kV·mm^-1,PI复合膜表现出更高的热稳定性，吸湿率低至1.75%.该类低介电PI复合薄膜具有优异的综合性能，在高频率、低延迟特性的5G通讯材料领域具有潜在的应用前景.     

聚合物/中空微球复合材料传热的理论模型

分析了中空微球填充聚合物复合材料的传热机理，指出其热传递主要以固体和气体的热传导、中空微球表面之间的热幅射和中空微球内气体的自然对流三种方式进行。基于最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则，建立了热量传递的理论模型，并推导出了等效导热系数的计算式。应用该式估算了中空微球填充聚丙烯复合材料的等效导热系数（keff），并将其与数值模拟结果进行比较，发现当中空微球含量不高（φf≤20％（体积分数））时，等效导热系数的理论估算值和数值模拟值的变化趋势相似。随着中空微球含量增加，等效导热系数线性递减，当中空微球含量一定时，等效导热系数随着中空微球粒径的增加而有所下降。     

磺酸型中空多孔碳微球基固体酸催化煎炸废油的酯交换反应

以中空多孔碳微球(HPCMs)为载体，依次经过酰胺化、H₂O₂氧化和氯磺酸磺化后制得磺酸型中空多孔碳微球基固体酸(SHPCMs)催化剂，借助SEM、TEM、氮气物理吸脱附、XPS、TG和boehm滴定法等对催化剂的理化性质进行了表征.结果表明，该催化剂具有中空多孔结构，表面成功接枝磺酸基团，表面酸量为13.0 mmol/g,比表面积为11.5 m²/g,平均孔径为4.39 nm,在酯交换反应中表现出良好的催化性能，在最佳反应条件下(反应温度120℃、反应时间7 h、醇油物质的量之比16∶1),脂肪酸甲酯的产率为98.60%.     

晶须改性氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的研究

为了改善氰酸酯树脂基复合材料的层间性能,研究了不同类型晶须材料,即硼酸铝晶须、钛酸钾晶须和硫酸钙晶须对氰酸酯树脂的增韧改性作用,并探讨了硼酸铝晶须对氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的力学性能和耐湿热性的影响.研究结果表明:3种晶须材料均可显著提高氰酸酯树脂的弯曲强度和冲击强度,硼酸铝晶须改性效果最佳;硼酸铝晶须添加到氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料中,复合材料的层间剪切强度和弯曲性能大幅增强,耐湿热性能明显提高.SEM分析表明:晶须在材料破坏过程中,能起到"锚钉"和阻止微裂纹扩展的作用,是氰酸酯树脂的韧性以及复合材料的层间剪切强度得到改善的主要原因.     

CNT对树脂基和金属基材料的力学增强性能对比

碳纳米管（CNT）不仅具有质量轻、强度高等优异的力学性能,而且化学性质稳定、耐酸碱腐蚀,因此被广泛应用于复合材料中.为探究不同基体中CNT力学增强差异的原因,对CNT增强树脂基和铝合金基两种复合材料进行了准静态拉伸、三点弯和动态冲击实验,进一步揭示了CNT在不同基体中的增强机制.研究结果表明：CNT可以有效提高树脂材料拉伸强度和冲击吸能,并且发现当CNT质量分数为0.7%时增强效果最佳;而对于铝合金,添加CNT会降低材料强度,并且CNT质量分数越高,材料拉伸强度越低.金属基和树脂基加入CNT后力学增强效果不同的本质在于CNT与基体的界面结合性不同,树脂基初始状态为液体,固化后CNT可以填充在基体网络缝隙中,进而增强材料力学性能;而铝合金基为粉体,机械力分散使CNT产生损伤且CNT的存在导致粉体间缝隙变大,进而削弱材料力学性能.研究成果可为CNT复合材料的制备与优化提供参考.     

中空SiO_2/Fe_3O_4磁性微球的制备及其表征

通过模板法制备中空SiO2/Fe3O4磁性微球,采用分散聚合法制备了大尺寸的聚苯乙烯微球作为模板,以界面沉积法制备了Fe3O4/PS复合粒子,溶胶凝胶法制备SiO2/Fe3O4/PS微球;经过高温煅烧使模板聚苯乙烯分解,得到中空磁性微球.通过透射电子显微镜、红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、震荡样品磁强计、物理吸附仪等仪器对中空SiO2/Fe3O4磁性微球进行了形貌和性能表征.结果表明:所制备的中空SiO2/Fe3O4磁性微球尺寸在700nm左右,大小均匀,有良好的分散性,并且中空磁性微球表面有孔,其孔径在16nm左右,具有较大的比表面积和孔容量.     

空心玻璃微珠填充环氧树脂的性能与结构研究

研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的密度、压缩强度及破坏形式,并利用SEM定性和定量地分析了微珠在树脂基体中的分散效果.结果表明,玻璃微珠的加入,能有效降低材料的密度,提高材料的比压缩强度,当空心玻璃微珠体积分数在55%左右时,材料的比压缩强度最大,玻璃微珠表面与树脂基体间界面粘结状况最好,此时玻璃微珠在树脂基体中均匀分散.     

既有GRC多孔条板轻质隔墙隔声性能提升实验研究

针对既有建筑中常用的单层GRC(glass-fiber reinforced cement)多孔条板轻质隔墙隔声量低的问题，通过综合对比分析GRC多孔条板双层墙与GRC多孔条板附加复合隔声构件隔墙两种构造的隔声特性，发现复合隔声构造在既有建筑改造中的优势.基于复合隔声构造中的声学材料物理性能以及带有空气间层的复合构造特征等方面的研究，结合复合隔声构造理论分析和实验测试验证.通过优化复合隔声构造，提出GRC多孔条板轻质隔墙附加双层和三层硅酸钙板复合构造的隔声性能综合提升设计方案.研究结果表明:附加复合隔声构造后的GRC多孔条板隔墙有效改善了墙体振动引起的隔声量下降问题，提高了墙体全频段隔声性能.     

环氧树脂纳米复合电介质电气性能研究进展

环氧树脂凭借优异的绝缘性和经济性已被广泛应用于电气电子和光电信息等领域,纳米掺杂对改善环氧树脂的介电强度、耐电晕性、耐电痕化、导热性、耐低温性、耐辐射性和耐候性等方面具有重要意义。本文详细论述了环氧树脂纳米复合材料的研究进展,包括掺杂不同种类纳米颗粒如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化镁等对改善环氧树脂的介电性能、空间电荷行为等主要电气性能的影响,以及纳米复合电介质中界面区域的影响机理,并对纳米颗粒表面改性的方法及其对环氧树脂复合电介质电气绝缘性能的影响进行分析。     

水性太阳热反射隔热涂料的研究

研制了一种太阳热反射型隔热涂料,考察了成膜基料、隔热颜料和填料的种类、颜基比及涂抹厚度对涂层隔热性能的影响。采用太阳热反射率和红外光反射率表征了涂料的隔热性能。结果表明,以水性丙烯酸树脂为成膜基料,以金红石型钛白粉、硫酸钡、空心陶瓷微珠为隔热功能颜填料,再加上云母、水及助剂等,制备出的反射型隔热涂料的热反射率达92%,对红外线的反射率约为95%。     

空心玻璃微珠在钻井液中的分散性能评价及微观机理研究

针对空心玻璃微珠(HGM)在低密度钻井液中分散性较差的问题,采用实验研究、理论分析和微观分析相结合的方法开展了低密度钻井液的研制与性能评价。首先筛选了六种不同类型的添加剂开展HGM的分散性能实验研究。从微观角度对HGM与添加剂之间的相互作用进行理论分析,并采用扫描电镜对性能优越的添加剂进行微观机理分析。最后,提取分散性能良好的添加剂,根据钻井液综合性能的需要引进其他添加剂,研制了适用于低压力系数油气层钻探的低密度钻井液配方,并对其流变性能及长期的分散性能进行了评价。结果表明,研制的低密度钻井液体系组成简单、润滑性能优越,低失水、分散性能及流变性能良好。     

人造微珠表面改性及其在水泥浆中的应用

通过氨基硅烷偶联剂对人造高强度空心玻璃微珠(简称人造微珠)表面进行改性处理,降低人造微珠表面的吸湿性,减少结块现象。使用改性人造微珠制备了低密度油井水泥浆,并对水泥浆性能进行了评价,结果表明,改性后的人造微珠不破坏水泥浆的各项性能,与其他材料配伍性良好。     

Preparation of Functional Polymeric Microspheres

1 Introduction Because of the wide applications in the area of biomedical and biotechnological fields, a great efforts have been done to fabricate different kinds of microspheres with tailored structural and surface properties over the last decade~([1]). Among them, stimuli responsive microspheres are microspheres that show ability to change their physical-chemical properties and colloidal properties in response to environmental stimuli such as changes of temperature, pH, chemicals, light, ele…     

动态压力作用下乳化炸药减敏的实验研究

对乳化炸药在动态压力作用下的减敏进行了研究,得到了三种不同方式敏化的乳化炸药的临界减敏压力,玻璃微球敏化的乳化炸药的临界减敏压力为134.66 MPa、化学发泡敏化的为99.83 MPa、珍珠岩敏化的为27.13 MPa;三者在动压作用下的减敏速率不同,膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的减敏速率最大,化学发泡敏化的次之,玻璃微球敏化的最小;对乳化基质在动态压力作用下性能的变化进行了研究,并和乳化炸药的减敏实验结果进行比较,结果表明,造成乳化炸药压力减敏的原因是敏化气泡载体的破坏和微观结构发生变化;其中敏化气泡载体的破坏是造成减敏的主要原因.     

水性环氧树脂改性水泥基材料应用于彩色路面的研究

通过水性环氧树脂改性水泥基彩色砂浆,制备一种力学性能优异且经济的彩色路面铺装材料,并通过抗折强度试验、抗压强度试验、粘结强度试验、抗滑性能试验、色彩耐久性试验研究了复合材料的最佳配合比和路用性能,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)试验分析了水性环氧树脂和粉煤灰对水泥水化产物的影响。结果表明：粉煤灰掺量10%,水性环氧树脂掺量10%,改性砂浆力学性能最优;改性砂浆的摆式摩擦系数BPN基本保持在55～80,抗滑性能良好;水性环氧树脂的掺入增加了水泥砂浆的粘结性、耐酸腐蚀性和后期抗折强度,但降低了其抗压强度;适量粉煤灰可以增加水泥砂浆的后期抗折和抗压强度。     

一种多功能环保性粉末腻子的研制

以乳胶粉、水泥为粘结料,粉煤灰、重质碳酸钙、石英砂等为填充料,配以适当的粉末状助剂,制得了一种粉末腻子;探讨了乳胶粉、纤维素醚、水泥、粉煤灰以及复合填料的用量对粉末腻子性能的影响,优化出较佳的粉末腻子配方;测试了粉末腻子的理化性能.研究结果及推广应用表明,所研制的粉末腻子是一种具有优良理化性能和施工性能的多功能环保性腻子.