导电聚合物/磁性纳米复合材料的制备及其结构与性能

导电聚合物/磁性纳米复合材料的研究是开发同时具有电、磁性能的功能材料的最佳选择之一,是制备电磁屏蔽材料,电磁波吸收剂等功能材料的重要途径。导电聚合物与磁性纳米粒子复合,既可实现电、磁性能的复合,又可通过调节各组元的组成和结构实现对材料电、磁性能的调节。对目前导电聚合物/磁性纳米复合材料的制备原理、方法,复合材料的结构及控制,材料的性能与应用进行了评述。     

Ni7Zr2非晶合金制备及其磁性能研究

采用行星式高能球磨机,通过在室温下球磨纯元素混合粉末制备出Ni7Zr2非晶合金粉末.应用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)对不同球磨时间的混合粉末进行了研究.结果发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌均存在显著影响.随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒.由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构.另外,在进一步球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断地发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后产生了非晶转变.磁性能测量表明,该合金粉末具有较好的软磁性能.     

碳酸盐岩油藏聚合物凝胶调堵体系的性能评价及应用

针对碳酸盐岩油藏经过长期注水开发后波及效率降低、水窜严重、提高采收率效果差的难题,提出利用流道调整配合注水开发的方法,研发耐温耐盐聚合物凝胶调堵体系,考察其在高温高盐油藏条件下的应用性能。根据油藏条件及剩余油情况分析耐温耐盐聚合物整体调堵可行性。结果表明：体系耐温可达140℃,耐盐2.36×10⁵ mg/L,岩心封堵率为95.21%;采用“两头封堵”(即注水井与采油井同步作业)措施后,含水率由100%下降至50%;施工前、后相同生产时间累积增油800 t,平均日增油5.5 t。     

共轭聚合物中无序与电荷输运的联系

共轭聚合物半导体由于其复杂的微观结构表现出不同程度的无序度,这使得人们对共轭聚合物中电荷输运的理解产生很大困惑。为了清晰认识无序对电荷输运的影响,文中讨论了几种主要的共轭聚合物分子结构和载流子输运模型,深入阐述了无序产生的原因及其影响,揭示了无序如何决定有机半导体中的电荷输运,从而为开发高性能的半导体聚合物及电子器件提供更多思路。     

分子间相互作用对芳杂环聚合物PBO光谱性能影响的理论研究

采用量子化学计算方法AM1-ZINDO/CI对芳杂环聚合物PBO的光物理性能进行研究。结果表明:PBO分子链共轭平面结构间的面面相互作用,影响到前沿分子轨道的电子跃迁方式,从而导致聚集态电子光谱相对于理论单分子链存在红移现象。由含3个单元的PBO聚集态分子模型模拟计算显示,PBO分子链共轭平面结构间的面面相互作用使得电子光谱最大吸收峰由383.06 nm红移至407.19 nm。结合同系线性规律,推导出PBO聚合物聚集态的电子光谱最大吸收峰为425.33 nm,从本征结构上解释了PBO聚集态电子光谱的光谱性质。     

气体分离用聚合物膜材料基团的设计与性能

采用基团贡献法和自由体积模型,分析了聚合物基团对膜分离性能的影响,比较了不同聚合物基团对O2和N2选择性和渗透性的贡献,预测了特定基团聚合物对O2和N2的分离性能。通过设计聚合物基团,改进了气体分离用膜材料的性能,计算结果与文献数据吻合良好。     

粉煤灰-地聚合物水泥基挤压复合材料的制备及其动态性能

利用自行研制的活塞式挤压流变仪研究了掺加PVA短纤维和粉煤灰的地聚合物浆体在挤压过程中的流变学特性,在此基础上通过单轴挤压机成功制备出宽厚比为12.5的短纤维增强地聚合物基复合材料薄板.利用Rdmana冲击试验机系统分析了各种纤维和粉煤灰掺量的地聚合物挤压板在冲击载荷作用下的力学响应行为.结果表明,PVA短纤维的加入改变了粉煤灰基地聚合物材料破坏模式:由脆性破坏变为延性破坏,使纤维的加入明显提高了粉煤灰基地聚合物材料的冲击韧性.对于不掺或掺加少量粉煤灰的地聚合物材料具有较高的冲击强度、刚度和韧性.当太多量的粉煤灰被加入后,粉煤灰基地聚合物复合材料薄板的抗冲击性能显著下降.通过扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)、激光粒度仪(LSA)等微观测试手段探讨了SFRGC的微观结构和冲击破坏机理.     

颗粒增强聚合物复合材料损伤模型

研究了颗粒增强聚合物复合材料的力学行为,研究得知:材料屈服、裂纹形核、扩展与贯通直至最终断裂是一逐渐劣化过程,而损伤理论正是这一劣化过程的良好描述.通过假设自由能和耗散势函数,导出了损伤演化规律,与实验比较,模型和试验结果基本符合.进一步采用改进的Dugdale模型,重点研究损伤对GB/PPO复合材料宏观裂纹起裂的影响,通过建立损伤模型来描述材料的劣化行为和裂纹扩展,结果表明,损伤区域严重影响裂尖的性能,材料损伤对宏观裂纹起裂影响不可忽略.     

重力对ZrTiCuNiBe合金非晶形成能力的影响

利用Bridgman定向凝固装置,在不同提拉速度下,研究了重力对Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶形成合金的凝固及非晶形成能力的影响,通过改变重力场与凝固方向（固液界面移动方向）的相对关系,发现重力对合金的晶化相组分、过冷度和非晶形成能力有很大影响,从重力诱发对流角度讨论了这一差异,该研究有助于认识大块非晶的形成机理。