多壁碳纳米管/环氧树脂聚合物热电和力学性能实验研究EI

通过比较多壁碳纳米管在不同溶剂中的分散性,优选出(N,N-DMF)表面活性剂和甲醇的混合液,来超声分散碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物.电学和摩擦性能测试表明,随碳纳米管含量的增加,复合材料的体积电阻率呈几何量级的降低,摩擦系数近线性降低.常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降.在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数,下同)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入了塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量＞1%的复合材料,其力学性能反而发生退化.     

碳纳米管聚合物复合材料的力学性质

用二甲基甲酰胺表面活性剂来超声分散多壁碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物。常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降。在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量>1%的复合材料,其力学性能反而发生退化。     

碳纳米管含量对铝基复合材料力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,研究了碳纳米管含量对复合材料力学性能的影响规律。结果表明,MWCNTs的添加对铝基复合材料的力学性能影响显著,随着MWCNTs含量的增加,MWCNTs/Al复合材料的硬度、弹性模量、强度都逐渐提高;当碳纳米管含量为6.6%(体积分数)时,复合材料强度达218 MPa,为基体材料的2.24倍;随MWCNTs含量的增加,MWCNTs/Al复合材料的塑性逐渐变差,拉伸延伸率逐渐降低,断口韧窝逐渐变小、变浅。     

原位聚合制备尼龙6/多壁碳纳米管复合材料及性能表征

用原位聚合法制备了尼龙6/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料。先对多壁碳纳米管进行胺基功能化处理,再研究了多壁碳纳米管添加量对复合材料电性能和力学性能的影响,结果显示,复合材料体积电阻率和表面电阻率相对于不加碳纳米管制得的尼龙6基体降低了3个数量级,复合材料的介电常数显著增加,相对于不加碳纳米管的增加了71%;复合材料的弹性模量、弯曲模量、弯曲强度随碳纳米管加入量的增加大幅提高。     

CNTs/SiC_p/AZ91D镁基复合材料的力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管(CNTs)与碳化硅颗粒(SiC_p)增强AZ91D镁基复合材料,对复合材料的力学性能进行了测试,对其显微组织进行观察和分析。结果表明:增强相使复合材料的晶粒细化,与基体合金相比,当CNTs、SiC_p含量分别是1.1 vol%、3 vol%时,复合材料的弹性模量为70.8 GPa,比基体提高了57.3%。当SiC_p含量一定时,复合材料的延伸率随CNTs含量的增加先增加后减小;对于只含镀镍CNTs的复合材料而言,当CNTs的体积分数为1.1%时,复合材料的延伸率最大,最高值达到了13.81,比基体材料提高了近60.6%,而1.1 vol%CNTs/2 vol%SiC_p/Mg的延展率比基体略有降低。当CNT体积分数一定,复合材料的延伸率均随SiC_p含量的增加而减小。     

碳纳米管含量对碳纳米管增强铝合金复合材料力学性能的影响

利用粉末冶金法制备碳纳米管增强铝合金复合材料,研究不同碳纳米管含量对材料力学性能的影响。采用扫描电子显微镜观察球磨粉末的微观形貌,并对碳纳米管的增强机制进行探讨。结果表明:随着碳纳米管质量分数的增加,复合材料的抗拉强度呈现先增大后减小的趋势。当CNT含量小于3%(质量分数)时,复合材料的强度与理论值基本一致;但CNT含量为5%(质量分数)时,复合材料的力学性能远低于理论值,这是由于当碳纳米管含量过高时,在铝合金基体中存在大量团聚,从而影响了复合材料力学性能的提高。     

氧化石墨烯纳米带/TPU复合材料薄膜制备及性能表征

采用氧化法将碳纳米管纵向切割成氧化石墨烯纳米带,利用溶液成形在涂膜机上制备氧化石墨烯纳米带/TPU复合材料薄膜。FT-IR、拉曼光谱、XRD、FE-SEM、TEM等测试表明,碳纳米管成功地被纵向切割成带状结构的氧化石墨烯纳米带。力学测试表明,当氧化石墨烯纳米带用量为2%(质量分数)时,复合材料薄膜弹性模量与拉伸强度相比TPU薄膜提高了160%与123%。氧气透过率测试表明当氧化石墨烯纳米带用量为2%(质量分数)时,复合材料薄膜氧气透过率降低77%,阻隔性能明显提高。     

Ti35Nb7Zr-xHA生物复合材料的微观组织与性能研究

为了改善Ti-Nb-Zr合金的生物活性,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了不同羟基磷灰石(HA)含量的Ti35Nb7Zr-xHA(x=0、5、10、20(质量分数,%))生物复合材料,研究了HA含量对复合材料微观组织、力学性能及体外生物活性的影响。结果表明,复合材料主要由β-Ti、α-Ti、HA及陶瓷相(Ti_xP_y、CaTiO_3、Ti_2O、CaO)组成;HA含量增加会导致β-Ti减少而α-Ti和陶瓷相明显增多;与Ti-35Nb-7Zr合金(E:45GPa,σ:1 736 MPa)相比,HA含量为5%和10%时,复合材料的抗压强度分别为1 662MPa和1 593MPa,弹性模量分别为48GPa和49GPa,综合力学性能与Ti-35Nb-7Zr合金接近,展现出良好的力学性能,而过高的HA含量(20%)会导致复合材料弹性模量明显升高(E:55GPa)、抗压强度急剧下降(σ:958 MPa),复合材料的力学性能降低;体外生物活性实验表明,加入10%HA的复合材料在人工模拟体液(SBF)中浸泡7d后表面生成了大量的类骨磷灰石层,与Ti-35Nb-7Zr合金相比,其显示出更优异的体外生物活性。     

多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的制备及性能

通过溶液混合法可以简单地制得多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料。体积电阻率、拉伸强度等测试结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管在聚合物基体中的分散性降低,所得聚氯乙烯复合材料的体积电阻率呈非线性降低趋势,拉伸强度则呈先增加后降低的变化规律。碳纳米管含量为1%~2.5%(质量分数,下同)时所得复合材料的导电性和拉伸强度均较纯聚氯乙烯有较大改善。     

碳纳米管和炭黑在橡胶体系增强的协同效应

分别以碳纳米管、炭黑以及碳纳米管和炭黑复合体作为橡胶补强剂,在开炼机上进行混炼加工制得橡胶复合材料.实验结果表明:与炭黑补强橡胶体系相比,碳纳米管能够提高橡胶复合材料弹性模量、定伸应力、耐磨和导电性能,但复合材料的拉伸强度、撕裂强度、伸长率,黏度以及加工性能都较差;而以碳纳米管和炭黑混合物作为复合补强剂,通过二者的协同补强效应,形成真正意义的"葡萄串"结构,整体地提高了橡胶复合材料的性能.当碳纳米管和炭黑的质量比为1:4时,制备的橡胶复合材料抗撕裂强度(78.4kN/m)、硬度(68)以及磨耗(0.122cm3/km)性能都优于相同含量炭黑橡胶体系;与相同含量的碳纳米管橡胶体系相比,伸长率(470%)和黏度(65 Pa·s)均大大改进.碳纳米管的加入使橡胶复合材料具有优良的动态力学性能,在低滚动滞后性和抗疲劳损失的轮胎胎面胶方面将有潜在的实用价值.