NaBH_4前处理桦木化学镀镍制备木质电磁屏蔽复合材料

以桦木单板为基材,利用NaBH4处理后直接进行化学镀镍制备电磁屏蔽复合材料。研究NaBH4浓度和浸渍时间、施镀时间和NaOH浓度对表面电阻率的影响。分别采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析对比NaBH4前处理和胶体钯活化所得复合材料的表面形貌和组织结构,利用频谱仪和直拉法分别测定电磁屏蔽效能和镀层附着强度。结果表明:利用4g/L的NaOH配制3g/L的NaBH4溶液,前处理5~10min,化学镀镍20min,此条件下制备的复合材料的表面电阻率低于150mΩ/cm2,在9kHz~1.5GHz频段,电磁屏蔽效能高于60dB。NaBH4前处理所得复合材料的电磁屏蔽效能高于胶体钯活化;从表面形貌上观察,两种方法均可得到均匀、连续和致密的镀层,镀层完全覆盖了木材表面,具有金属光泽;XRD分析表明,NaBH4前处理所得镀层厚些,且结晶状态更佳,木材和镀层之间为物理结合;强度测试显示两种方法所得镀层均与木材表面结合牢固。     

导电涂料在复合材料雷达目标特性控制中的应用研究

以水性聚氨酯为粘结剂,短切碳纤维为导电填料,制备了系列不同电阻率的导电涂料,研究了导电涂料中碳纤维对表面电阻率、雷达波透过率及RCS的影响,并通过调节涂层碳纤维含量实现了对复合材料外形伪装诱饵RCS的控制。实验结果表明,导电涂料具有优异的雷达波反射特性,可应用于装备伪装领域假目标RCS控制、复合材料包装箱电磁屏蔽以及装备防静电包装。     

水曲柳单板化学镀Ni-Cu-P制备木质电磁屏蔽复合材料

以水曲柳单板为基材,利用NaBH4处理后直接化学镀Ni-Cu-P三元合金制备木质电磁屏蔽复合材料。研究了NaBH4浓度、浸渍时间和施镀时间对金属沉积量和表面电阻率的影响。分别用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了复合材料的表面形貌和组织结构,用低电阻测定仪和频谱仪测定了复合材料的表面电阻率和电磁屏蔽效能,用直拉法测定了镀层附着强度。结果表明,利用3g/L的NaBH4溶液,前处理8min,施镀时间25min,此条件制备的复合材料的金属沉积量为113g/m2,表面电阻率为318mΩ/cm2。SEM观察发现镀层均匀、连续和致密,镀后木材单板具有显著的金属光泽。XRD分析表明镀层为微晶结构,且镀层与木材结合牢固。在频率为9kHz~1.5GHz范围内,施镀单板的电磁屏蔽效能在55~60dB范围内。     

碳纳米管的镍铜复合金属镀层及其抗电磁波性能

利用酸处理技术对CNT进行了改性处理。应用化学镀层法对改性后的CNT镀镍、铜及镍铜混合镀层技术进行了一系列研究。通过TG、XRD、SEM等分析表明,通过控制镀层处理的工艺条件,可以在CNT表面均匀原位生长出金属镀层,在一定条件下可形成纳米级稳定结构组成的镀层金属,而不同的金属材料形成的金相结构和分布状态有所不同。对镀层的碳纳米管材料采用四电极法和波导管法进行导电与电磁屏蔽性能测试,分析证明,复合金属镀层的电导率为17.3S/cm,电磁波屏蔽率为71dB,达到了目前国内外同类材料应用性能的优异水平。      

化学镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料电磁屏蔽性能

采用化学镀方法对碳纤维进行表面镀镍, 采用SEM、 EDX、 XRD分析了镀镍碳纤维的微观形貌、 镀层成分和镀层结构, 通过电阻测试研究了镀镍碳纤维的导电性。将体积分数为2.5%、 5%、 7.5%、 10%的镀镍碳纤维作为导电填料制备镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料, 并用屏蔽室法测试了不同频段复合材料的屏蔽效能。结果表明: 碳纤维化学镀镍后, 表面形成了一层均匀的复合镀层, 镀层中镍的质量分数高达94%, 镀镍碳纤维的电阻值仅为碳纤维原丝的1/54。镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽能力较碳纤维原丝有所提高。复合材料的屏蔽效能随镀镍碳纤维添加量的增加而升高。在低频频段(kHz频段), 复合材料的屏蔽能力主要决定于材料的本征参数, 不同镀镍碳纤维含量的镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料的屏蔽能力相差不大; 在中高频频段(MHz、 GHz频段), 镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料屏蔽效能主要决定于材料的电阻率。     

化学镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料电磁屏蔽性能

采用化学镀方法对碳纤维进行表面镀镍,采用SEM、EDX、XRD分析了镀镍碳纤维的微观形貌、镀层成分和镀层结构,通过电阻测试研究了镀镍碳纤维的导电性.将体积分数为2.5％、5％、7.5％、10％的镀镍碳纤维作为导电填料制备镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料,并用屏蔽室法测试了不同频段复合材料的屏蔽效能.结果表明:碳纤维化学镀镍后,表面形成了一层均匀的复合镀层,镀层中镍的质量分数高达94％,镀镍碳纤维的电阻值仅为碳纤维原丝的1/54.镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽能力较碳纤维原丝有所提高.复合材料的屏蔽效能随镀镍碳纤维添加量的增加而升高.在低频频段(kHz频段),复合材料的屏蔽能力主要决定于材料的本征参数,不同镀镍碳纤维含量的镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料的屏蔽能力相差不大;在中高频频段(MHz、GHz频段),镀镍碳纤维/环氧树脂复合材料屏蔽效能主要决定于材料的电阻率.     

电刷镀电磁屏蔽涂层制备工艺与性能研究

采用电刷镀方法在环氧树脂表面制备镍铜层状电磁屏蔽复合镀层。分析了工作电压对复合镀层表面形貌、沉积速率、复合镀层与基体的结合力的影响,最后对不同工艺参数下层状复合电磁屏蔽镀层的电磁屏蔽效能进行了测试。结果表明,电刷镀铜的最佳刷镀电压是5V,电刷镀镍的最佳电压是4V,镀笔运动最佳速度为6m/min。在此工艺条件下制备的复合镀层与基体的结合力可达20.44N,电磁屏蔽效能达到74dB以上。     

化学镀法制备电磁屏蔽木材-Ni-P复合材料研究

用化学镀镍方法在落叶松木材单板表面沉积Ni-P合金制备了木材-Ni-P复合材料.用能谱(EDS)分析了镀层成分,采用扫描电镜(SEM)表征了复合材料的表面形貌,用X射线衍射研究了镀层的微结构,用低电阻测定仪和频谱仪分别测定了复合材料的表面电阻及电磁屏蔽效能,利用直拉法测定了镀层与木材的结合强度.结果表明:所得复合材料依然保持着木材的多孔性结构,表面镀层均匀;镀层为晶态结构的Ni-P合金,其中P的含量为1.53%;复合材料的表面电阻率在10-1～100Ω/cm2,电磁屏蔽效能在9 kHz～1.5 GHz的频段可达60 dB,且镀层与木材表面结合牢固.     

电磁屏蔽机理及涂敷/结构型吸波复合材料研究进展

电子产品和通讯技术快速发展造成的电磁污染日益严重,既危害人体健康和仪器仪表精度,又会造成信息泄露、失去安全保障等.因此,电磁屏蔽技术为直接有效的防控措施之一,通过衰减甚至完全消除电磁波来阻止电磁波的传递.电磁屏蔽机理包括电磁波反射和电磁波吸收两个方面,科学地设计制备出高性能的吸波复合材料已成为研究的热点问题之一.研究结果表明,电磁波衰减不仅需要吸波材料自身较好的电磁损耗性能,更需电磁波能够基于自由空间与基体材料间具有阻抗匹配特性,有效进入吸波材料内部,使电磁波能被吸波剂高效吸收.通常,按照制备工艺划分,吸波复合材料可分为涂敷型和结构型吸波复合材料两大类.前者是将吸波剂与涂料、粘合剂等充分混合后涂敷于元件表面作为吸波涂层,而后者则是以吸波剂作为功能载体,具有优良物理化学特性的材料作为基体,并与功能载体产生协同或增强作用的新型吸波复合材料.本文通过对电磁屏蔽理论及吸波材料的本征特性进行系统的总结归纳,并基于相关理论基础对涂敷/结构型吸波复合材料进行简要综述,对比不同类型吸波材料的吸波性能,探讨涂敷/结构型吸波复合材料未来发展的制约因素及今后发展前景,为开发新型吸波复合材料提供理论支撑和研究思路.     

纳米管状聚苯胺金属镀覆及抗电磁波性能

利用碳纳米管-纳米管状聚苯胺复合材料，进行化学无电金属镀层。经过采用Ni、Cu和Ni—Cu复合镀层工艺试验对比，形成了纳米金属镀层复合物。通过SEM观察发现纳米结构的金属颗粒在聚苯胺分子的表面形成了均匀分布和稳定的结合，利用TG、XRD等一系列实验分析表明镀层材料具有良好的金属-纳米管状聚苯胺晶体共轭结构。通过压片法，利用波导管进行抗电磁波性能分析，电磁波的屏蔽效应达到了40dB，证明该材料在电磁屏蔽及相关电子、传感器等技术应用中，将具有良好的应用前景。     

超音速等离子体喷涂MoSi2涂层工艺研究

涂层技术是C/C复合材料高温抗氧化与抗烧蚀的有效手段,单一的SiC涂层很难为C/C复合材料提供有效的长寿命保护。金属间化合物MoSi2高温时会形成一层致密的SiO2保护膜,具有特别优异的高温抗氧化性能,常作为C/C复合材料的高温抗氧化涂层。本文采用超音速等离子喷涂法在带SiC涂层的C/C复合材料表面制备了MoSi2涂层,主要研究了喷涂功率、主气(Ar)流量对粉料表面温度、飞行速度、沉积率以及对涂层表面微观结构和结合强度的影响。结果表明:喷涂功率在47.5~52.5 kW之间,既能使粒子有较高的速度和温度,还能保证粉末不过熔,在喷涂功率为50 kW时,粉料的沉积率最高,氧化不高,涂层表面致密性好,截面结合紧密,结合强度高;Ar流量为65 L/min时,能够保证MoSi2粉末有较高的表面温度与较快飞行速度,沉积率最高,氧化不高,涂层表面致密,几乎没有孔隙与裂纹。因此,调控超音速等离子体喷涂工艺参数能够在带SiC涂层的C/C复合材料表面得到致密且结合良好的MoSiO2涂层。     

滑石粉涂层复合材料的制备及其介电性能和电导率

以玻璃纤维膨体纱织物为基材,以环氧树脂E44为粘着剂,650低分子量聚酰胺为固化剂,以价格低廉、密度较小的滑石粉为吸波材料,制备了滑石粉涂层复合材料。重点探讨了滑石粉含量及涂层厚度对介电常数和电导率的影响。结果表明制备的滑石粉涂层复合材料具备良好的介电性能。在研究的频率范围内,滑石粉的含量、涂层厚度对复合材料的介电常数实部和虚部、损耗角正切值、电导率的实部和虚部影响较大。     

超声辅助激光熔覆IN 625高温合金涂层组织及性能研究

目的 针对激光熔覆制备IN625高温合金涂层时易产生缺陷和元素偏析进而导致合金性能下降的问题,提高增材制造IN 625高温合金的力学性能。方法 在激光熔覆IN 625涂层的过程中施加超声振动辅助,通过物相检测和微观组织观测研究超声功率对涂层物相种类和晶体尺寸的影响;通过分析析出相含量、分布方式及析出形态,研究超声功率对元素偏析的影响;通过对显微硬度、高温耐磨性进行测试,研究超声功率对涂层力学性能的影响。结果 施加超声前的涂层组织主要为方向杂乱的粗大枝晶,施加超声后的涂层物相组成未发生明显变化,但枝晶内亚晶排列紧密且尺寸明显减小;施加超声振动后的涂层析出相尺寸减小、含量下降,其中Laves相含量在施加超声后降幅较大,表明超声振动可以抑制Nb、Mo等元素的偏析;施加超声振动后涂层的显微硬度提高,磨损率明显下降,磨损机制由原来的表面疲劳磨损、黏着磨损和磨粒磨损的复杂磨损转变为磨粒磨损、黏着磨损的简单磨损。结论 施加超声辅助可以有效细化IN 625涂层组织,并抑制Laves相的析出,提高涂层的硬度和耐磨性。     

阻湿剂对麦秸秆/植物蛋白胶复合材料阻湿性能与微观结构的影响

为探讨阻湿剂氯化石蜡、甘油对麦秸秆/植物蛋白胶复合材料阻湿性能、微观结构及化学结构的影响,采用热压成型方法制得添加2种阻湿剂的复合材料。分别测试麦秸秆/植物蛋白胶复合材料的力学性能、吸水率和吸湿率变化,采用FTIR分析其官能团的变化,测试接触角分析其润湿性能,并用体视显微镜观察分析复合材料弯曲断面微观结构。结果表明:添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量最大,比未添加复合材料分别提高67%、129%,添加甘油麦秸秆/植物蛋白胶复合材料冲击强度较大,比未添加复合材料提高44%;添加氯化石蜡和甘油麦秸秆/植物蛋白胶复合材料2 h吸水厚度膨胀率小于未添加复合材料;随着吸湿时间的增加,3种复合材料吸湿率均呈上升趋势,其中添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料吸湿平衡率最小为4.3%;添加氯化石蜡麦秸秆/植物蛋白胶复合材料的弯曲断面微观结构较好,内部结合紧密,表面纤维暴露较少,阻湿性最好。      

超支化聚合物及其在环保涂料中的应用

介绍了超支化聚合物的分子结构及其独特的性能和制备方法,论述了超支化聚合物在各种环保涂料中作为粘合剂的研究应用情况及优势,包括高固体分涂料、辐射固化涂料以及粉末涂料,探讨了涂料用超支化聚合物的设计原则,归纳了今后的研究方向,指出其在涂料工业中将会有广阔的应用前景。     

The adhesive behaviour of poly(p-phenylene benzobisthiazole) (PBT)/epoxy composites

A modified scarf joint specimen was developed for characterizing the adhesive behaviour of poly (p-phenylene benzobisthiazole) (PBT) film/epoxy composites. This method subjected samples to varying amounts of normal stress (tensile or compressive) and shear stress. This resulted in the determination of two adhesive strengths; one in the absence of shear stress and one in the absence of normal stress. As a result, the dependence of the adhesive strength on the degree of normal stress was determined. The adhesive behaviour of PBT/epoxy composites was investigated at cure temperatures of 55, 85, 115 and 215°C. Adhesive strengths of 3.5 and 8.2 MPa were measured in the absence of shear and normal stress, respectively, for samples cured at 55° C. A decrease in adhesive strength with increasing cure temperature was attributed to residual cure and thermal stresses. The fracture of these composites was predominantly adhesive, resulting in a clean delamination of the PBT film from the epoxy surface. A modified Tsai-Wu failure criterion is suggested for these composites.     

合金化时间对热镀锌镀层相结构与结合力的影响

为提高汽车用热镀锌钢板的可焊性,将热镀锌钢板进行合金化退火处理,采用电子显微镜、X射线衍射分析和结合力测试等试验手段,研究了不同时间合金化处理后热镀锌层的表面形貌、化学成分及热镀锌层与基体结合力的变化规律.结果表明:与原始镀锌层为单相Zn以及含有少量Fe相比,经合金化处理后,除了有Zn O和Zn O2相形成之外,同时出现了Zn-Fe金属间化合物;随着合金化处理时间的延长,镀锌层中的Fe含量以及Zn-Fe金属间化合物的Fe含量不断增加;与原始镀锌层和基体的结合力相比,经合金化处理后,镀锌层与基体的结合力增加,并随处理时间的延长,其镀锌层结合力不断提高.     

BN&AlN&SiC/环氧树脂复合材料线膨胀系数对LED寿命的影响

在全球大规模推广使用LED照明的今天,使用寿命是制约LED发展的瓶颈,其中,封装材料的线膨胀系数对大功率LED的使用寿命具有重要的影响。由于大功率LED粘接层材料比其相邻材料的线膨胀系数大,在循环工作时各层之间的膨胀收缩不一致,导致层与层之间产生翘曲裂纹现象,从而影响LED的使用寿命。文中采用向环氧树脂(EP)中分别加入氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)微粉颗粒制备出3种——BN/EP、AlN/EP、SiC/EP复合材料,并对其进行对比分析。研究结果表明,BN/EP复合材料性能最佳,线膨胀系数可降至3.86×10-5 K-1。且当BN质量分数为55%时,导热系数达到1.598 W/(m·K),粘接强度为53.83 MPa。与纯环氧树脂相比,可使1 W LED芯片结温降低约29.6℃,寿命提高约2.2×104 h。     

Influence of grain size on wear behavior of SiC coating for carbon/carbon composites at elevated temperatures

To improve the wear performance of SiC coating for C/C composites at elevated temperatures, the grain was refined by adding small amounts of titanium, in the raw powders for preparing this coating. The related microstructure and mechanical characteristics were investigated by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, energy dispersive spectroscopy and nano-indention. The results show that the grain size of SiC coating decreased from ∼30 μm to ∼5 μm due to the addition of grain refiner. TiC formed by reacting titanium with graphite, can act as perfect heterogeneous nucleus for the nucleation and growth of β-SiC. The wear resistance and fracture toughness of SiC coating was improved by grain refinement. However, the increasing interfaces increased the friction resistance and resulted in the high friction coefficient of fine-grained coating at room temperature. As the temperature rose, oxides layer formed on the surface of fine-grained coating, which can reduce the adhesive wear and decrease the friction coefficient. The fine-grained coating exhibited relative low friction coefficient of ∼0.41 owing to a compact silica film formed on the worn surface at 600 °C, and the wear was dominated by plastic deformation and shear of silica film. The wear of coarse-grained coating was controlled by the fracture of SiC at high temperature.