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ISSN 1005-3093
CN 21-1328/TG
创刊于 1987 年 (月刊)
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  2015年, 第29卷, 第2期 刊出日期:2015-02-20 上一期    下一期
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铁纳米粒子/碳纤维/环氧树脂基复合材料的制备和吸波性能
王永辉,赛义德,黄昊,薛方红,张黎,董星龙
材料研究学报. 2015, 29 (2): 81-87.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.337
摘要   HTML   PDF (2522KB)

用直流电弧等离子体法制备Fe纳米粒子, 用作微波吸收剂。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对Fe纳米粒子的表面改性, 然后按不同比例与环氧树脂均匀混合。在混合物中添加碳纤维后制备出Fe纳米粒子/碳纤维/环氧树脂基功能/结构一体化吸波复合材料, 研究了吸收剂的添加量和浓度梯度、碳纤维以及平板结构等因素对其在2-18 GHz范围内吸波性能的影响。结果表明, 碳纤维促进了结构体内电磁波的多重反射与吸收, 在低频段出现反射损耗峰并提高吸波性能; 随着Fe纳米粒子含量的提高吸波能力逐渐增强, 吸收峰向低频移动; 在环氧树脂的固化过程重力导致Fe纳米粒子浓度呈梯度分布, 使平板状复合材料正、反两面的吸波性能出现差异, 吸收剂浓度的梯度分布有利于电磁波的进入和吸收。

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聚合填充法制备铁/二氧化硅/聚乙烯复合颗粒
顾玉彬,杨勇,黄正梁,蒋斌波,包崇龙,王靖岱,阳永荣
材料研究学报. 2015, 29 (2): 88-94.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.363
摘要   HTML   PDF (1904KB)

以用溶胶凝胶法制备的Fe/SiO2复合颗粒作为载体负载二氯二茂锆(Cp2ZrCl2), 用聚合填充法催化乙烯聚合制备了Fe/SiO2/PE复合颗粒。用扫描电镜、X射线能谱分析、红外光谱、电感耦合等离子体光谱仪、热重分析仪和激光粒度分析仪、凝胶渗透色谱等手段对复合颗粒进行了分析和表征。结果表明, Fe/SiO2复合颗粒外层SiO2包覆完整, 可用作Cp2ZrCl2的载体; Fe/SiO2/Cp2ZrCl2催化剂体系在乙烯聚合过程中显示出较高的活性, 可聚合得到Fe/SiO2/PE复合颗粒; 催化活性组分在聚合过程中不会从Fe/SiO2复合颗粒上脱离, 生成的聚乙烯在载体表面包覆良好; Fe/SiO2/PE复合颗粒在聚合过程中出现了明显的团聚; Fe/SiO2/Cp2ZrCl2催化剂颗粒和Fe/SiO2/PE复合颗粒的形状均不规则, 两者之间有复制效应; 改变聚合时间和聚合压力可调节Fe/SiO2/PE复合颗粒中的Fe含量; 用Fe/SiO2/Cp2ZrCl2催化剂催化乙烯聚合得到的聚乙烯, 分子量分布较窄。

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海水液滴铺展因子对碳钢表面电化学特性的影响
续冉,王燕华,王佳,刘在健,张源
材料研究学报. 2015, 29 (2): 95-100.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.347
摘要   HTML   PDF (2542KB)

应用丝束电极技术(WBE)研究了海水液滴下碳钢表面的腐蚀行为。结果表明, 随着腐蚀时间的延长液滴下阴阳极电流值逐渐下降, 最终趋于稳定。比较了不同大小的海水液滴下碳钢表面的电流分布, 发现液滴越小腐蚀越剧烈, 且更易形成不对称的电化学区域。提出了液滴铺展因子的概念。研究发现, 随着液滴铺展因子的增大平均电流密度呈指数增加, 最大阳极电流密度和阳极电流密度标准偏差线性增加, 腐蚀强度提高。

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表面改性对碳纤维/酚醛树脂基复合材料摩擦性能的影响
马小龙,敖玉辉,肖凌寒,董景隆,张会轩
材料研究学报. 2015, 29 (2): 101-107.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.356
摘要   HTML   PDF (5359KB)

使用浓硝酸和硅烷偶联剂(hk550)对PAN基碳纤维(3K)进行表面改性, 以酚醛树脂为基体制备复合材料, 使用扫描电子显微镜(SEM), 傅里叶变换红外光谱(FTIR), 和X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了碳纤维的结构和表面特性。用拉伸试验机测量了复合材料的拉伸强度, 用微纳米力学综合测试系统(UNMT-1)测量了复合材料的摩擦性能。结果表明, 用浓硝酸和偶联剂处理可提高碳纤维表面的粗糙度和化学活性, 可改善碳纤维与酚醛树脂基体之间的界面结合, 使复合材料的拉伸强度提高、磨损率降低。

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退火温度对冷轧Fe-Mn-Al-C低密度钢性能的影响
杨富强,宋仁伯,李亚萍,孙挺,王开坤,康泰
材料研究学报. 2015, 29 (2): 108-114.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.407
摘要   HTML   PDF (3108KB)

在850-1050℃范围内系统分析了冷轧Fe-Mn-Al-C钢的力学性能、金相组织、XRD图谱以及断裂行为, 研究其在退火过程中奥氏体、铁素体、碳化物与力学性能的转变规律。结果表明, 在850℃退火处理后冷轧Fe-Mn-Al-C钢的组织为奥氏体+带状d-铁素体+a-铁素体+k碳化物, 晶间网状铁素体和较高的碳化物含量使钢板具有较高的强度但是塑性极差, 发生解理断裂; 在900-1050℃钢板的基体为奥氏体组织, a-铁素体含量下降, 而带状d-铁素体破碎呈不连续岛状分布; 当d-铁素体长大程度超过奥氏体组织时, 铁素体含量增大, XRD峰值升高; 退火组织的转变导致抗拉强度随温度的升高而下降, 断后伸长率提高; 在1000℃时强塑积达到最高值, 得到强度与韧性的良好组合, 抗拉强度为1003.1 MPa, 断后伸长率为41.28%, 强塑积为41.41 GPa%。为了使冷轧Fe-Mn-Al-C钢具有良好的强韧性, 退火温度不可低于950℃。同时, Fe-Mn-Al-C钢的测量密度为6.55 gcm-3, 减重效果显著, 达到16.6%。

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Nb掺杂碲化铅合金的热电性能
赵杰,辛彩妮,韩叶茂,周敏,黄荣进,李来风
材料研究学报. 2015, 29 (2): 115-119.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.122
摘要   HTML   PDF (1189KB)

用机械合金(MA)和放电等离子烧结(SPS)方法制备出Nb掺杂的Pb1.1Te合金块体, 在323-673 K温区内测试其电阻率、Seebeck系数和热扩散系数, 并计算其热电优值。结果表明: 在Pb1.1Te中掺杂Nb能有效提高材料的载流子浓度, 优化其电性能, 使Pb1.03Nb0.07Te的功率因子在523-673 K温区范围内超过20 mW/(cmK2)。同时, Nb的引入可增强声子散射, 降低晶格热导率, 从而得到较高的热电优值。样品Pb1.03Nb0.07Te在673 K时ZT值最大为1.27, 是基体材料Pb1.1Te的2倍。

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增氮对钒微合金化钢连续冷却相变行为的影响
马江南,杨才福,王瑞珍
材料研究学报. 2015, 29 (2): 120-126.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.265
摘要   HTML   PDF (4458KB)

用热膨胀仪测定了3种不同钒、氮含量试验钢的CCT曲线, 观察了在不同冷速下的组织, 分析了钒的析出行为, 计算了各形核基底与铁素体的晶格平面点阵错配度, 研究了增氮对钒微合金化钢连续冷却相变行为的影响。结果表明, 增氮促进了铁素体的形成, 提高了试验钢的相变开始温度, 也提高了形成全贝氏体组织的临界冷却速率; 在冷速0.8-1.6℃/s范围内, 低氮钢的显微组织为粒状贝氏体+板条贝氏体, 而在增氮钢内则有大量的针状铁素体; 在低氮钢中钒主要在相变前后析出, 析出物以VC为主, 增加钒含量只能提高其析出量, 不能改变析出温度和析出物的成分; 而增氮后钒在奥氏体内析出, 以VN为主; 在900℃, 奥氏体、VC和VN与铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89%和1.55%, VN与铁素体存在近似共格的低能界面, 能作为铁素体优先形核位置, 有效促进铁素体形成。

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粉末冶金Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B合金的制备及力学性能影响因素
吴杰,徐磊,郭瑞鹏,卢正冠,崔玉友,杨锐
材料研究学报. 2015, 29 (2): 127-134.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.377
摘要   HTML   PDF (3675KB)

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了名义成分为Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B(%, 原子分数)的预合金粉末, 并对预合金粉末进行了表征。比较了两种不同预处理制度下粉末γ-TiAl合金的室温拉伸塑性和高温持久寿命。结果表明, 真空除气预处理能减小粉末γ-TiAl合金中孔隙缺陷的尺寸及数量从而使粉末γ-TiAl合金的室温塑性稳定性和高温持久寿命提高。为了分析包套材料对粉末γ-TiAl合金组织与力学性能的影响, 选择低碳钢和商业纯钛(CP-Ti)作为包套材料。结果表明, 在1260oC热等静压条件下低碳钢包套与γ-TiAl合金发生显著的反应扩散, 形成的孔隙缺陷恶化了材料的力学性能。在1230oC热等静压条件下CP-Ti对热等静压压力屏蔽作用比低碳钢小, CP-Ti/γ-TiAl压坯更易发生充分的塑性变形, 粉末γ-TiAl合金强度更高。粉末γ-TiAl合金无织构, 晶粒细小, 组织均匀, 拉伸性能优于铸造γ-TiAl合金。

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双壳微纳米相变胶囊制备影响因素的研究
尚建丽,张浩,董莉,赵喜龙
材料研究学报. 2015, 29 (2): 135-142.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.378
摘要   HTML   PDF (2811KB)

以相变材料为芯材、聚苯乙烯为内壳、亲水性壳聚糖为外壳、以十二烷基硫酸钠为乳化剂、十六烷为助乳化剂、偶氮二异丁腈为引发剂, 壳核比为1∶1, 用细乳液界面聚合法制备双壳微纳米相变胶囊, 用FT-IR、DSC、SEM、LPSA对其表征, 研究了芯材种类、乳化剂用量、助乳化剂用量、引发剂用量、超声乳化时间、搅拌速度等对双壳微纳米相变胶囊形貌的影响。结果表明, 双壳微纳米相变胶囊形貌受到芯材种类、乳化剂用量、助乳化剂用量以及引发剂用量的影响较大, 也与超声乳化时间和搅拌速度有关, 并得到相应最佳工艺参数。

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CMSs-An/PET复合阻燃材料的制备和性能
牛梅,薛宝霞,李静亚,王欣,张莹,戴晋明
材料研究学报. 2015, 29 (2): 143-148.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.297
摘要   HTML   PDF (2342KB)

先用酸氧化法修饰碳微球(CMSs)的表面, 再用化学合成法将苯胺(An)接枝在CMSs上制备CMSs-An复合物, 最后用熔融共混法制备了CMSs-An/PET复合材料。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、热重(TG)、氧指数仪和垂直燃烧仪等手段对其形貌结构、分散性、热稳定性能、阻燃性能和力学性能进行了表征。结果表明, 与原始CMSs相比, 苯胺修饰后的CMSs-An在PET基体中的分散性提高了, 使CMSs-An/PET的抗拉强度比CMSs/PET提高了20.8%; 与纯PET相比, CMSs-An/PET复合材料的热稳定性明显提高, 其极限氧指数提高了7.5达到29.2, 垂直燃烧级别由V-2级上升到V-0级。

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功能化离子液体的合成及其溶解稻草体系对酚醛树脂的改性
郭立颖,张彬,王志明,马秀云,黄鹏程
材料研究学报. 2015, 29 (2): 149-154.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.339
摘要   HTML   PDF (1905KB)

合成了氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体[HeMIM]Cl、溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑离子液体[AeMIM]Br和氯化1-羧乙基-3-甲基咪唑离子液体[CeMIM]Cl三种功能化咪唑离子液体, 并分别进行了红外与氢核磁结构表征。用这三种离子液体溶解稻草, 并将溶解体系原位与苯酚和甲醛共混制备出酚醛复合材料, 研究了离子液体种类对稻草溶解率和酚醛树脂性能的影响。结果表明, 用离子液体及其溶解稻草产物制备的酚醛复合材料性能得到明显的改善。[CeMIM]Cl溶解的效果最好, 用其溶解稻草产物制备的酚醛复合材料游离醛含量最低。用[AeMIM]Br溶解稻草产物制备的酚醛复合材料力学性能最好, 拉伸强度从3.28 MPa提高到9.48 MPa, 冲击强度由0.93 kJ/m2提高到5.88 kJ/m2

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氧化石墨烯的制备和定性定量分析
赖奇,罗学萍
材料研究学报. 2015, 29 (2): 155-160.   DOI: 10.11901/1005.3093.2014.316
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以鳞片石墨为原料, 采用硫酸和高锰酸钾, 通过化学插层氧化-破碎方法制备了氧化石墨烯(GO), 通过扫描电镜(SEM)、激光粒度分析、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-vis)和原子力显微镜(AFM)等测试手段对所制备的氧化石墨烯进行了分析和表征。结果发现230 nm附近的紫外可见光谱可以把氧化石墨烯与氧化石墨进行区分。结果表明紫外光谱可对氧化石墨烯溶液进行定性分析和定量分析。通过这一方法可获得氧化石墨烯制备的较优条件。机理分析结果表明: 氧化石墨烯的不连续的π-π*共轭体系为主的结构特点是其紫外光谱在230 nm附近产生多个强度不同的吸收峰的原因。

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