纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及其力学性能

为制备综合力学性能优异的纳米碳纤维(CNFs)增强聚合物复合材料,利用超声分散设备,采用1.6g/L的十二烷基酸钠(SDS)对纳米碳纤维进行表面处理,制备出不同纳米碳纤维质量分数的纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料.SEM和复合材料拉伸结果表明SDS分散处理在一定程度上能改善碳纳米纤维与基体的界面结合和分散情况,提高复合材料的拉伸性能.当纳米碳纤维的含量在3wt%左右时,复合材料的拉伸强度达到最大.动态拉伸结果表明对CNFs的表面处理能增加复合材料在动态变形时的内摩擦,且材料的动态力学性能稳定.     

三角形截面碳纤维在复合材料中的分布规律

 三角形截面碳纤维在复合材料内部的排布结构像微波暗室一样,能够对入射的电磁波进行多次反射,从而衰减电磁波,使三角形截面碳纤维复合材料具有吸波性能,因此,研究三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律对研究其吸波机理非常重要.采用实验和模拟的方法对三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律进行了分析.首先,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了多组三角形截面碳纤维复合材料试样的截面微观形貌,分析了三角形碳纤维在复合材料中的排布角度及均匀性;其次,为进一步研究三角形截面碳纤维复合材料的吸波机理,根据蒙特卡洛原理,通过Matlab软件对三角形截面碳纤维在复合材料中的排布情况进行了模拟.实验及数值模拟结果吻合较好,均表明三角形截面碳纤维在复合材料中的排布是以各种排布角度随机排布的,而三角形碳纤维分布是比较均匀的,没有明显的密布区域和稀疏区域,该模拟方法可以用于模拟不同含量的三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律.     

雷达吸波功能纤维及纺织品的研究进展

介绍了目前吸波材料中常用的碳纤维、碳化硅纤维、多晶铁纤维及其改性纤维、异性截面纤维、纳米级纤维、手性纤维的吸波机理、制备方法和性能;综述了吸波功能纺织品的开发途径、制备方法和性能;展望了纤维吸波剂及其复合材料以及柔性吸波纺织材料的发展前景.研究结果表明:对吸波纤维进行物理、化学改性,控制纤维的形态特征、长径比、孔隙率,不仅可提高其吸波性能,还可改善其机械与热学性能;调节吸波纤维的含量、分散方式、织造工艺与组成结构可有效改善吸波纺织品的吸波性能.     

纳米碳纤维复合材料的阻温特性研究

采用超声波分散的方法制备了纳米碳纤维/环氧树脂复合材料,研究了纳米碳纤维含量对复合材料导电性能的影响,并对其伏安特性及阻温特性进行了探讨.研究结果表明:复合材料的电阻率随纳米碳纤维质量分数的增加呈几何级数递减,其渗滤区域在0.1%~0.2%之间;其电流-电压关系基本符合欧姆定律;复合材料在升温和降温过程中均呈现出正温度效应和负温度效应,并具有较好的回复稳定性.     

双螺旋碳纤维的性能与应用研究进展

综述双螺旋碳纤维(CMCs)的力学性能、电学性能、热性能,以及其在导电手性吸波材料、传感器元件、复合材料、储氢材料、储气材料、超级电容器的电极材料、生物医疗材料、作为模板制备螺旋结构或中空结构化合物等方面应用的研究现状,并对双螺旋碳纤维今后的发展进行展望.     

铁氧体和碳纤维双层复合材料吸波性能研究

使用溶胶凝胶法制备了M型六角铁氧体,测量了铁氧体和短切碳纤维复合材料在Ku波段的电磁参数,并根据电磁参数设计了双层吸波材料.结果表明:M型铁氧体复合材料的介电损耗和磁损耗都比较小,而短切碳纤维复合材料具有较高的介电损耗;内外层材料相同但厚度不同的双层复合材料表现出不同的微波吸收特性,其中,内层为M型铁氧体复合材料、外层为碳纤维复合材料、层厚分别为1.5 mm和0.5 mm的双层复合材料,表现出优良的微波吸收性能,反射率在-10 dB以下的有效带宽覆盖了整个Ku波段,最大吸收位于15.3 GHz处,反射率约为23.0 dB.     

碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用

本文介绍了碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用。并对碳纤维复合材料性能及碳纤维复合材料加固桥梁的施工工艺做以探讨，指出碳纤维材料使桥梁工程加固技术研究更上一个台阶，必将被广泛应用。     

碳纤维-纳米金复合材料修饰电极检测ATP的研究

采用静电纺丝法和高温碳化法制备了碳纤维材料,进一步用水热合成法制备碳纤维-纳米金复合材料.将优化浓度的碳纤维-纳米金复合材料作为修饰剂固定于碳离子液体电极(CILE)的表面制得了碳纤维-纳米金修饰电极(CNF-Au/CILE),采用扫描电子显微镜考察了复合材料的表面形貌.最优实验条件下将该修饰电极用于ATP的检测,结果发现ATP浓度为0.06～0.80 mmol/L和12.0～150.0 mmol/L时,氧化峰电流值与浓度呈现出良好的线性关系,检测限为0.023 mmol/L.常见干扰物质对ATP的测定影响较小,说明该方法具有良好的选择性,并成功应用于三磷酸腺苷二钠注射液中ATP含量的测定.     

碳纤维在吸波材料中的应用

综述了吸波材料的设计要点,碳纤维在吸波材料设计过程中的发展现状,碳纤维吸波材料的最新进展,提出了碳纤维吸波材料的研究方向.     

短切碳纤维-铁氧体填充的复合材料吸波性能

使用溶胶凝胶法制备了一种M型掺杂六角铁氧体，研究了该铁氧体、短切碳纤维以及玻璃纤维制成的单层和双层复合材料的微波吸收性能．结果表明：铁氧体和短切碳纤维混合填充的复合材料反射率在-10．0dB以下的有效带宽为3．5GHz；而以玻璃纤维复合材料作为面层的双层结构吸波材料在9．8～18．0GHz范围，有效带宽达到8．2GHz．     

聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料的制备及其在微生物燃料电池中的应用研究

用原位化学氧化聚合的方法合成聚苯胺/气相生长的碳纤维的复合材料, 采用SEM, FTIR和TGA对聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料的微观形貌、结构和热稳定性进行测定。SEM结果显示, 聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料属于纳米级别, 形貌与气相生长的碳纤维类似, 推测苯胺的聚合作用发生在碳纤维的表面。FTIR结果显示聚苯胺与复合材料具有相似的图谱, 进一步证实聚合作用发生在碳材料的表面, 聚合过程中未产生新的键合作用。将复合材料作为阴极催化剂修饰到碳布的基底电极上, 修饰量为5 mg/cm², 结果表明复合材料修饰的微生物燃料电池的功率密度最大值为299 mW/m², 比未修饰的燃料电池提高6.5倍。电化学阻抗谱图较好地符合Nyquist模型, 并给出等效电路图。聚苯胺/气相生长的碳纤维复合材料可以作为一种廉价且性能优良的阴极氧气还原反应催化剂。     

桥梁加固中碳纤维复合材料应用的研究

本文通过对碳纤维复合材料粘贴法在材料性能、施工工艺、加固设计、性能价格比等方面研究,展现碳纤维复合材料的优点,同时也探讨碳纤维复合材料粘贴法存在的一些问题。     

考虑故障短路电流分布的纳米碳纤维材料接地特性

为分析非金属材料接地网的电气性能和热稳定性能,提出一种纳米碳纤维接地材料半径的等效方法及地网性能评估方法。首先建立纳米碳纤维接地网评估流程,然后从导体截面积选择与等效、入地短路电流的计算及其对接地参数计算的影响、地电位升高幅值、地电位分布这4个方面分析纳米碳纤维接地网的安全评估方法,并从接触电位差、跨步电位差、地电位升高幅值等角度对比分析纳米碳纤维接地材料与传统金属接地材料的散流性能。研究结果表明:纳米碳纤维材料应用于变电站地网是可行的,并可为非金属材料大型接地网性能评估提供参考。     

张学军实现碳纤维的更强功能

张学军北京化工大学研究员,主要从事新型碳材料的研究,研究方向包括：高模量碳纤维及其复合材料、沥青基碳纤维及活性碳纤维、燃料电池扩散层用碳纤维纸、介孔碳、球状活性碳等功能碳材料。2004年入选北京市科技新星计划。     

纳米MoS2含量对纳米微量润滑磨削CFRPs的影响

为了研究磨削碳纤维复合材料(CFRPs)时,纳米二硫化钼(MoS₂)含量对纳米微量润滑效果的影响,制备了不同质量分数(0%,3%,6%,9%,12%)的纳米MoS₂和棕榈油混合液,作为纳米微量润滑油液,对碳纤维复合材料进行磨削加工.使用光学显微镜,观测分析碳纤维复合材料的表面粗糙度、表面形貌.使用测力仪对磨削力进行测量,并通过磨削力计算出磨削力比.最后对纳米(MoS₂)在纳米微量润滑磨削过程中的作用机理进行了阐述.结果表明,当纳米(MoS₂)质量分数为9%时磨削力比最低,为0.0632,表面粗糙度R_○a值最小,为1.86μm,且表面碳纤维损伤最小.     

不同制备方法对C（f）／CS-HA复合材料力学性能的影响

以壳聚糖-羟基磷灰石（CS-HA）为基体,碳纤维为增强相,采用原位杂化、原位共混的方法,制备了短碳纤维增强CS-HA生物复合材料．研究了制备方法对复合材料性能的影响．采用万能材料试验机、扫描电子显微镜和X-射线衍射分别对材料的抗折强度和断面的微观形貌等进行了测试和表征．结果表明,用原位杂化方法制备的纳米复合材料的力学性能优于共混制备样品的力学性能,平均高10～20MPa．当HA／CS为0．1时,采用原位复合方法制备的复合材料的弯曲强度达到了62．57MPa．     

浅谈碳纤维复合材料成型工艺技术

随着科学技术的发展人类对物品的材料性能要求越来越高，复合型材料打破传统材料定义为人们提供了更轻、更坚硬、韧性更好的材料。使人们的生活因为复合材料的应用得到广泛提高，通过对碳纤维复合材料施工工艺的介绍是大家对碳纤维复合材料有广泛的认识。     

双壳层结构Fe_3O_4磁性纳米复合材料的合成以及微波吸收性能

Fe3O4磁性纳米颗粒具有良好的微波吸波性能,但是也有着容易被氧化、吸收频带窄等缺点.以不同粒径的Fe3O4磁性纳米颗粒为核,采用模板法制备了具有双壳层结构的Fe3O4@SiO2@SiO2纳米复合材料.不仅提高了Fe3O4磁性纳米颗粒的稳定性,引入的介电材料还可以实行阻抗匹配,改善材料的吸波性能.     

FSP制备碳纤维增强铝基复合材料的强韧化机理

铝合金是汽车、航空等领域轻量化过程中的重要应用材料,但铝合金强度和塑性的不足限制了其应用。为了提高5052铝合金的强度及塑性,采用多道搅拌摩擦加工的方法成功制备出碳纤维增强铝基复合材料。对复合材料的力学性能和组织形貌进行了测试和分析,结果表明:复合材料的抗拉强度相较于母材提升了18.9%,延伸率提升了19.7%。通过扫描电镜和透射电镜观察发现复合材料中碳纤维弥散分布,复合材料断口观察到韧窝内有明显的碳纤维拔出痕迹,说明复合材料的强度及塑性提升与碳纤维的弥散分布及碳纤维的载荷转移作用有关。     

硬涂层材料对碳纤维增强复合材料叶片的振动特性影响

针对两类具有压电和压磁效应的典型陶瓷基材料的硬涂层,考虑硬涂层材料和碳纤维增强复合材料各向异性特征,建立硬涂层-碳纤维增强复合材料叶片动力学模型,基于模态分析的方法得出硬涂层材料对叶片固有频率的影响,采用谐响应分析方法研究叶片的振动响应特性,并对叶片不同转速下的固有特性进行分析。研究了硬涂层材料涂覆的厚度及位置对碳纤维增强复合材料叶片振动特性的影响,结果表明,具有压电效应的硬涂层材料涂敷在碳纤维增强复合材料叶片上可以减小振幅,从而达到减振的目的,且涂敷在叶盆上的减振效果优于涂敷在叶背上。