聚苯胺／CuFeS2纳米复合材料的制备与表征

聚苯胺/CuFeS2（PANI/CuFeS2）纳米复合材料不仅具有导电高聚物和氧化物半导体的优良光电特性,还具有纳米材料特有的功能性,在传感、催化、吸波和能源材料等领域有着广阔的应用前景。文中采用原位聚合法制备了PANI/CuFeS2纳米复合材料,分别采用傅立叶红外光谱（FT-IR）、X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、UV-Vis 漫反射吸收光谱和电导率测量等对所得复合微粒进行表征。结果表明：CuFeS2纳米颗粒均匀的分散在聚苯胺（ PANI）基体内,PANI/CuFeS2复合材料中未存在键合作用,而只是简单的物理包覆,所以对各自的性能均未造成影响。与聚苯胺相比,PANI/CuFeS2复合材料光电性能得到有效提高,且CuFeS 2添加量为30％时其性能最佳。     

聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米复合材料的制备与表征

本文采用溶胶凝胶法成功制备了聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米复合材料。首先利用辐射方法对乙丙橡胶进行固相接枝γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷,然后通过溶胶凝胶法制备乙丙橡胶/SiO_2母料,并成功制备了聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米复合材料。通过红外、SEM、DSC、力学性能等对复合材料性能进行了表征。结果表明,复合材料经过改性后,其断裂强度增长了12.7%、杨氏模量增长了33.7%、断裂伸长率增长了40.1%;纳米SiO_2在介质中分散良好,聚丙烯/乙丙橡胶/SiO_2纳米材料综合性能得到提高。     

新型愈创树脂-高密度聚乙烯水润滑尾轴承材料的制备及性能研究

尾轴承是船舶推进系统的重要组成部分,尾轴承材料对轴承的性能起着决定性作用.本文设计并制备了不同配比的愈创树脂-高密度聚乙烯复合材料,对合成的新复合材料和普通高密度聚乙烯材料进行力学性能测试,并比较添加了不同含量的愈创树脂对复合材料的性能影响.在CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机上对4种材料进行摩擦试验,考察在渐变转速下复合材料的摩擦系数和磨损率.通过分析试验数据,确定了材料混合最佳配比.试验结果表明B型(0.5％愈创树脂)复合材料在力学性能和摩擦性能方面综合性能最好,该研究为该类材料未来在水润滑尾轴承方面的应用提供试验依据.     

轻质夹层结构复合材料的制备及性能

为减轻以往夹层结构复合材料的密度,采用高强玻璃钢材料作为表层、多种空心玻璃微珠填充聚氨酯改性环氧树脂合成的轻质吸声材料作为芯材,制备了一种新型的轻质夹层结构复合材料,对夹层复合材料的制备工艺进行设计,并研究其水声性能和力学性能。结果证明,以南京玻纤院的S2高强织物采用真空成型合成的玻璃钢作为表层材料和轻质聚氨酯改性环氧树脂材料作为芯材来制作的夹层结构复合材料具有重量轻、水声性能和力学性能优良的特点,在降低夹层结构复合材料重量的同时,具有良好的声隐身性能和承载性能,更有利于工程应用。     

船用复合材料层合板螺栓孔处疲劳寿命实验研究

复合材料层合板结构由于其优异的力学性能在舰船上得到广泛使用。此种结构一般采用螺栓连接,其连接处的疲劳特性往往决定了结构的使用寿命。针对舰船桅杆上的复合材料雷达罩,阐述如何将结构疲劳实验简化为部件疲劳实验的具体方法和过程。设计了试验件和相应的夹具,开展了复合材料层合板螺栓连接结构的部件疲劳实验。分析表明:弹簧垫圈的预紧作用可延长复合材料层合板螺栓孔处的疲劳寿命;可采用结构静强度覆盖结构疲劳并辅以部件疲劳实验的方法来评估复合材料层合板结构的疲劳性能。     

均布外压下复合材料球壳脱层跳跃屈曲研究

本文提出了一种研究均布外压下复合材料球壳内表面薄层脱层屈曲特性的理论方法,基于弹性相似性原理建立了复合材料球壳受压内表面脱层跳跃屈曲的模型,采用非线性大挠度理论建立了脱层屈曲的控制方程,分别研究了初始状态含脱层和不含脱层的复合材料球壳的脱层屈曲特性,得到了两种情况下脱层屈曲临界载荷的表达式,讨论了脱层厚度、脱层位置、脱层大小对脱层临界屈曲载荷的影响。结果表明:对于初始状态靠近内表面存在脱层的复合材料球壳,如果脱层厚度很薄,在压力达到一定值时,内表面的脱层区域将发生跳跃屈曲,其屈曲的挠度远远大于脱层的厚度,屈曲的临界载荷随脱层大小的增大而增大,且与脱层厚度几乎成正比;对于初始状态不含脱层的受压复合材料球壳,在靠近其内表面区域存在一个位置,其对应的脱层屈曲临界载荷为最小,最有可能脱离球壳整体,发生跳跃屈曲;如果层间强度不足,该脱层还有可能进一步地扩展,从而导致薄层大面积地脱离整体,降低结构刚度。     

PE/CaCO3复合材料的制备及性能研究

采用双辊混炼和注塑制样的方法制备了PE/CaCO3复合材料,并测试其力学性能和流变性能,并在哈克转矩流变仪中测试了其转矩、温度的关系以及转矩同时间变化的关系,测试结果表明,通过改性和用适当的方法进行混合,可以显著提高材料的冲击强度,但是拉伸强度降低不大,填料的加入使得材料的成本得到下降。本文中使用PE为基材,采用表面处理过的CaCO3为填料并加入适当的偶联剂进行配方设计,以熔融共混工艺制备了PE/CaCO3复合材料,并测试了其力学性能。结果表明,最合适的配方比中加入的CaCO3的含量为65%。     

合拢弯矩作用下复合材料曲梁突变屈曲的研究

研究了复合材料曲梁在受到合拢弯矩作用下发生的屈曲情况,并给出一种理论解析方法来分析这种很可能发生在复合材料弯曲结构中的脱层耦合屈曲问题.该方法是基于曲梁大变形理论及断裂力学而提出来的.文中并用该解析方法分析了一个特定的常见的情况,在该题例中脱层发生在非常靠近内表面处并且突变屈曲就发生在该薄脱层.在文中也对脱层裂纹的弧角对极限载荷的影响进行了研究.     

纳米Al2O3/MC尼龙复合材料的吸湿性能研究

采用液态原位聚合法制备了Al2O3/MC尼龙复合材料,研究了其吸湿行为.分别考察了Al2O3体积分数、介质、温度对Al2O3/MC尼龙复合材料吸湿性为的影响.结果表明,随Al2O3体积分数的增加,复合材料的平衡稀释率减小;模拟海水溶液中的平衡稀释率较蒸馏水中减小;温度的增加是该复合材料的吸湿能力增强.     

原位TiC颗粒增强铁基复合材料的磨粒磨损性能研究

采用在普通碳钢的熔炼过程中加入钛的方法制备了不同成分的原位自生TiCP/Fe复合材料,在观察显微组织和测定性能的基础上进行了磨粒磨损特性研究.结果表明,简单的熔铸法可以制备不同体积分数的TiCP/Fe复合材料,材料中TiC以细小的规则多边形状存在.高硬度TiC的形成使得复合材料抗磨粒磨损特性得到提高,其性能总体上随TiC颗粒体积分数的增加而提高,在5～35N载荷范围内,载荷越大,TiC含量越高,表现出越优异的耐磨性能.当制备复合材料时添加过量的Ti使基体中Fe3C消失时,材料宏观硬度降低,但复合材料耐磨性仍得到提高.复合材料的磨损机制以犁削和磨沟为主,形成一次磨屑.     

新型愈创树脂-高密度聚乙烯水润滑尾轴承材料的制备及性能研究

尾轴承是船舶推进系统的重要组成部分,尾轴承材料对轴承的性能起着决定性作用。本文设计并制备了不同配比的愈创树脂-高密度聚乙烯复合材料,对合成的新复合材料和普通高密度聚乙烯材料进行力学性能测试,并比较添加了不同含量的愈创树脂对复合材料的性能影响。在CBZ-1船舶轴系摩擦磨损试验机上对4种材料进行摩擦试验,考察在渐变转速下复合材料的摩擦系数和磨损率。通过分析试验数据,确定了材料混合最佳配比。试验结果表明B型(0.5%愈创树脂)复合材料在力学性能和摩擦性能方面综合性能最好,该研究为该类材料未来在水润滑尾轴承方面的应用提供试验依据。     

聚苯胺/牛血清白蛋白/钙钛矿纳米复合材料的制备及表征

在水溶液中,以粒径在26.4～29.6 nm的La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体复合氧化物为母体构造出苯胺/牛血清蛋白/La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3复合物.牛血清白蛋白和苯胺单体在溶液中组装到La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体表面,从而使得吸附牛血清蛋白的La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3纳米晶体表面包裹了一层苯胺,以苯胺/牛血清蛋白/La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3复合物为前驱体通过进一步化学氧化得到聚苯胺/牛血清蛋白/La0.7Ca0.3Fe0.25Co0.75O3复合材料.利用紫外-可见光谱研究了牛血清蛋白和苯胺的相互作用,用IR、EDS和SEM对复合材料进行表征.结果表明：苯胺影响了牛血清蛋白的α-螺旋程度,导致牛血清蛋白的最大吸收波长发生变化.复合材料具有较强的中红外吸收,呈连续网状结构.     

复合材料桅杆耐候性分析

通过对复合材料进行热老化试验,测试其老化后力学性能,结合复合材料桅杆模型有限元计算和试验数据分析,估算复合材料桅杆的耐候性。结果表明,复合材料桅杆能满足15年使用技术要求。     

含脱层复合材料圆柱壳的振动模态试验分析

对复合材料圆柱壳在自由悬挂的边界条件下进行振动模态试验研究。介绍试验系统的构成及原理,提出试验方案。通过对7件复合材料圆柱壳试件进行系列化的振动模态试验及分析,讨论了不同铺层角度、脱层方式、脱层大小对复合材料结构的固有频率、振型的影响,与理论计算结果相比较,结果比较吻合。     

海水电池用导电聚苯胺正极性能的研究

研究导电聚苯胺作为海水电池正极性能,通过与镁合金负极组成电池进行电性能实验,并与Mg/氯化银电池进行性能比较。结果表明导电聚苯胺作为海水电池正极具有较好的放电性能,其工作电压可达到1.2~1.35 V;导电聚苯胺自身的导电性使其在激活初始时期能在短时间内耐受较大电流;增加导电添加剂和减薄电极厚度后可增加Mg/导电聚苯胺电池的电压稳定时间;导电聚苯胺与聚四氟乙烯溶液(5%wt)比例在3.7:1~4:1时有利于正极成型。     

国内外土工合成材料反滤准则对比分析

通过案例比较分析了国内外不同规范中对等效孔径的定义、测定方法、大小关系等.对单向水流、双向水流保土准则对比分析表明,<水利水电工程合成材料应用技术规范>考虑了土的类型、土的不均匀系数、土工织物种类、土颗粒组成等因素的影响,给出的反滤准则合理;而<土工合成材料应用技术规范>、<水运工程土工织物应用技术规干呈>保土准则过于简单;<水运工程土工织物应用技术规程>给出的双向水流保土准则与德国准则基本一致,充分考虑了土的级配和双向水流特性,给出的准则全面合理;<土工合成材料应用技术规范>的双向水流保土准则过于简单,不能反应双向水流对土工合成材料反滤准则的影响;<水利水电工程合成材料应用技术规范>没有给出双向水流保土准则,建议增加双向水流保土准则.     

聚苯胺包覆二氧化钛纳米线的制备及光降解罗丹明B

采用熔盐法制备TiO_2纳米线,在十二烷基硫酸钠的作用下通过原位聚合法将苯胺聚合在TiO_2纳米线表面,制备得到聚苯胺包覆二氧化钛(PAN@TiO_2)纳米线.利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和透射电镜(TEM)等对TiO_2纳米线和PAN@TiO_2复合纳米线的组成、结构、吸光范围和形貌进行表征.结果表明:此复合纳米线是由金红石型TiO_2纳米线为核、PAN为壳的核壳结构.以PAN@TiO_2纳米线为光催化剂对罗丹明B进行光降解研究,光照8 h后罗丹明B的残留量小于1%(初始浓度为10 mg/L).PAN@TiO_2复合纳米线的光降解能力明显高于纯金红石型TiO_2,说明聚苯胺与TiO_2的协同作用有利于光催化效率的提高.     

新型Mg/导电PANI海水激活电池性能研究

研制了一种以低熔点、高活性的镁合金为负极、导电聚苯胺为正极的新型海水激活电池,采用动电位扫描方法对镁合金负极、导电聚苯胺正极的电极性能进行了研究;采用恒电阻放电的方法研究了电池放电性能以及电解液浓度、电解液温度和抑氢剂等对电池性能的影响.结果表明新型镁合金负极在海水中极化较小,自腐蚀速度低,稳定电位较负,与导电聚苯胺组成电池的工作电压高,放电电流大.在3.5%NaC1溶液中,40～45℃,有适宜的抑氢剂存在时,Mg/导电PANI海水激活电池以2.2Ω恒电阻放电,其工作电流密度可达到85mA.cm-2以上.Mg/PANI海水激活电池有较高的电流和工作电压,有很好的应用前景.     

轴向冲击作用下玻璃纤维复合材料层合梁脱层及其扩展分析

玻璃纤维增强型复合材料层合梁在受轴向质量块冲击时,由于纤维铺层间的粘结强度较小,该区域易出现初始裂纹.进而扩展为脱层损伤.文章探讨了采用有限元数值模拟对脱层的产生与扩展进行建模、计算分析的方法.针对发生在纤维层问的脱层损伤,基于传统的应力失效准则,结合断裂力学的B-K能量失效准则,建立了混合失效准则来定义界面处的损伤规律,将发生脱层的潜在区域定义为粘结接触.计算结果与实验对比具有较好的一致性.     

非饱和黏性地基土的土-水特征曲线试验及模拟

内地港口地基土在地下径流和降雨入渗作用下,多为非饱和土,其土-水特性影响港口地基稳定性。以安徽淮北港非饱和黏性地基土为研究对象,开展不同初始含水率、初始干密度、竖向应力以及干湿循环次数下的土-水特征曲线(SWCC)试验。研究发现:初始干密度和竖向应力对非饱和黏性地基土SWCC的影响相似,对进气值、初气值、脱湿速率、吸湿速率和残余饱和度影响较大;初始含水率对土体脱湿、吸湿速率影响较小,随着初始含水率的提升,进气值、吸气值、残余饱和度递增;随着干湿循环作用的增强,进气值和出气值的衰减逐渐削弱。结合地基土土-水特性,修正几种常用的SWCC模型,模拟不同工况下的SWCC,通过评分的方式得到适用于淮北港非饱和黏性地基土的推荐模型。研究成果可为不同工况下非饱和黏性地基土的土-水特性及港口地基稳定性研究提供参考。