原位复合材料

摘要： 为了改善天然气制乙炔副产炭黑(简称副产炭黑)的表面性能,实现其资源化利用,在副产炭黑的表面原位复合白炭黑制得白炭黑包覆副产炭黑复合材料.采用热重分析、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等手段对材料的性能进行表征,并研究其对丁苯橡胶的补强效果.结果表明:白炭黑包覆副产炭黑复合材料呈规整的球形,聚集程度降低,分散性提高,粒径明显增大;吸油值较副产炭黑提高153％;与水的接触角降至38.29°,亲水性大幅提高;在副产炭黑与白炭黑复合过程中产生了结晶度较低的微晶炭;白炭黑包覆副产炭黑复合材料对丁苯橡胶的补强效果较副产炭黑明显提升,胶料的300％和500％定伸应力、拉伸强度和拉断伸长率均提高,其中拉伸强度提高约60%.

摘要： 近几十年来,对储能材料的研究,包括碳、金属氧化物/硫化物/磷化物和导电聚合物,极大地促进了储能技术的发展和清洁以及可再生能源的实际应用。由于单组分材料存在着导电性差、容量低或循环稳定性差等缺点,设计和合成具有高电化学储能性能的复合材料必不可少。例如,通过各种方法,包括原位复合材料、设计分层结构、表面涂层和改性合成的复合电极材料与单组分相比,其性能均有所改善。然而,这些复合材料结构通常导电率较低、机械稳定性差,从而导致其性能较差或循环寿命不理想。因此,制备具有高度稳定的分层结构和良好导电性的复合电极材料的方法对于能量转换和储存是十分重要的。

摘要： 采用被称为振动斜板冷却法(VCS)的一种新型半固态成型技术制备Al?25％Mg2Si原位复合材料.将熔化的Al?16.5％Mg?9.4％Si合金(过热100°C)浇铸到振动的倾斜铜板表面(倾斜角为45°),其振动频率为40Hz,振幅为400μm.在斜板上移动40cm后,将合成的半固态合金铸入钢模中.为了对比,采用重力铸造法(GC)和传统的静止斜板冷却浇铸法(CS)制备合金成分相同的复合材料.将复合材料样品在500°C进行热挤压.与GS制备的合金相比,采用CS和VCS制备的合金中Mg2Si颗粒尺寸分别减小了50％和70％.与GC制备的样品相比,VCS制备的浇铸态和热挤压态样品,尽管其孔隙率较大,但具有更高的硬度、剪切屈服应力(SYS)和剪切极限强度(USS),这是由于通过这种新型的VCS方法可以得到更细小的微观组织.%An innovative semisolid technique termed as vibrating cooling slope (VCS) has been applied to producing in-situ Al?25％Mg2Si (mass fraction) composite. The molten Al?16.5Mg?9.4％Si (mass fraction) alloy with 100 °C superheat was poured on the surface of an inclined copper plate (set at 45° inclined angle) while it was vibrated at a frequency of 40 Hz and an amplitude of 400 μm. After travelling the length of 40 cm on the slope, the resultant semisolid alloy was cast into a steel mold. For the purpose of comparison, reference composite samples were made by gravity casting (GC) and conventionally still cooling slope casting (CS) methods using the same alloy under identical conditions. The samples were hot extruded at 500 °C. It was concluded that the size of Mg2Si particles was decreased by about 50％ and 70％ for the CS and VCS produced samples respectively when compared to that of the GC produced sample. Despite of their higher porosity contents, both the as-cast and hot-extruded VCS processed samples exhibited higher hardness, shear yield stress (SYS) and ultimate shear strength (USS) values as compared with their GC produced counterparts. These results were attributed to the refined and modified microstructure obtained via this newly developed technique.

摘要： The effect of Fe-impurity(0.2％-2％,mass fraction)on the microstructure,dry sliding wear,and friction properties of Al-15Mg2Si composite was investigated using a pin-on-disk tester under the applied pressures of 0.25,0.5 and 1 MPa at a constant sliding speed of 0.13 m/s.According to the results,Fe modified the primary Mg2Si particles from irregular dendritic form to smaller particles with polyhedral shapes,refined the pseudo-eutectic structure,and led to the formation of hard β-Al5FeSi platelets in the matrix.In spite of hardness improvement by these microstructural changes,the resistance of the composite against dry sliding wear was impaired.SEM examination of the worn surfaces,wear debris,and subsurface regions confirmed the negative effect of β-phase on the tribological properties.It was found that β-particles were fractured easily,thereby decreasing the potential of the substrate to resist against sliding stresses and giving rise to the instability and easy detachment of tribolayer as large delaminated debris.The friction results also revealed that Fe slightly decreased the average friction coefficient,but increased the fluctuation in friction.%研究了Fe杂质(0.2％～2％,质量分数)对Al-15Mg2Si复合材料的显微组织、干滑动磨损和摩擦性能的影响.摩擦实验采用销盘式试验机,压力分别为 0.25、0.5和1 MPa,固定滑动速度为0.13 m/s.结果显示,Fe 使初始 Mg2Si 颗粒从不规则枝晶状转变为多面体形状的较小颗粒,细化伪共晶结构,并导致基体中形成硬质相β-Al5FeSi片晶.尽管这些显微组织的变化提高了复合材料的硬度,但其抗干滑动磨损的能力却受到了损害.磨损表面、磨屑和下表层的SEM 结果证实了β相对摩擦学性能的不利影响.β相颗粒较易断裂,从而降低基体抗滑动应力的能力,造成摩擦层的不稳定,使其易剥离,形成大的剥落碎片.摩擦实验结果还表明,Fe降低材料的平均摩擦因数,但增加摩擦因素的波动.

摘要： 凝聚态物理、材料科学、化学和生物科学的研究需要用到强磁场技术,铁磁线圈是强磁场装置(特别是脉冲强磁场装置)的基础部件,由高导热性、高导电性和高强度的材料组成,Cu-Ag合金原位纤维复合材料应运而生,其相关报道最早可追溯到20世纪六七十年代.Cu-Ag合金原位纤维复合材料是一种纳米晶双相复合材料,较单相材料具有更高的强度和热稳定性,同时还具有较强的导电性能.经过半个世纪的发展,Cu-Ag合金原位纤维复合材料的应用范围扩展到框架材料、接触线及接头等,Ag含量由最初的80％降低至10％～30％(均为质量分数),成本显著降低,且具有相当的电学和力学性能.在此期间,大塑性变形过程中组织形态结构的演变、相界面、相间距及尺寸等对性能的影响已经得到了较充分的研究,并且能通过热处理技术调和变形过程中强度上升而电导率下降的矛盾;研究者们还通过加入Cr、Nb、Zr、Y、Gd、Ce等第三甚至第四组元进行微合金化,在替代Ag的同时产生更多对合金有益的作用,以期进一步提高强度、塑性等综合性能,并取得了一定成效.但早期的研究还存在一些不足:(1)未从更微观的角度进行更深入的研究;(2)传统的多道次塑性加工技术流程较长;(3)性能预测理论模型的普适性不够.因此,近七年来除更全面深入地研究拉拔、轧制及热处理等工艺外,对Cu-Ag合金原位纤维复合材料的探索主要聚焦于磁场下定向凝固、大塑性变形制备工艺、更低的Ag含量及添加其他合金元素对其性能的影响,以及引入先进分析表征技术.研究发现磁场下定向凝固可改变晶体的生长方式,通过对枝晶大小和间距、共晶组织体积分数等进行控制来影响材料的性能,使强度进一步提高.等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)及高压扭转(High-pressure torsion,HPT)等大塑性变形技术在Cu-Ag合金上也得到了应用,使晶粒进一步细化,塑性等综合性能得到提高,为短流程制备Cu-Ag原位纤维复合材料提供了方向.通过对制备技术及微合金化的深入研究,目前Cu-Ag原位纤维复合材料中的Ag含量已经可降低到10％(质量分数)以下,且6％Ag含量的铜基原位复合材料在日本已经被成功应用于强磁场技术中.此外,从更微观的原子/分子角度,研究者揭开了位错、孪晶、织构在制备过程中的产生、演变及对性能的影响规律.本文从Cu-Ag原位纤维复合材料的力学与电学性能、强度与电导率的匹配关系展开讨论,综述了这一领域的研究现状,并探讨了其发展前景和目前存在的问题.

摘要： 采用被称为振动斜板冷却法(VCS)的一种新型半固态成型技术制备Al.25%Mg2Si原位复合材料。将熔化的Al.16.5%Mg.9.4%Si合金(过热100°C)浇铸到振动的倾斜铜板表面(倾斜角为45°),其振动频率为40Hz,振幅为400μm。在斜板上移动40cm后,将合成的半固态合金铸入钢模中。为了对比,采用重力铸造法(GC)和传统的静止斜板冷却浇铸法(CS)制备合金成分相同的复合材料。将复合材料样品在500°C进行热挤压。与GS制备的合金相比,采用CS和VCS制备的合金中Mg2Si颗粒尺寸分别减小了50%和70%。与GC制备的样品相比,VCS制备的浇铸态和热挤压态样品,尽管其孔隙率较大,但具有更高的硬度、剪切屈服应力(SYS)和剪切极限强度(USS),这是由于通过这种新型的VCS方法可以得到更细小的微观组织。

摘要： 研究了Fe杂质（0.2%~2%,质量分数）对Al-15Mg2Si复合材料的显微组织、干滑动磨损和摩擦性能的影响。摩擦实验采用销盘式试验机,压力分别为0.25、0.5和1 MPa,固定滑动速度为0.13 m/s。结果显示,Fe使初始Mg2Si颗粒从不规则枝晶状转变为多面体形状的较小颗粒,细化伪共晶结构,并导致基体中形成硬质相β-Al5Fe Si片晶。尽管这些显微组织的变化提高了复合材料的硬度,但其抗干滑动磨损的能力却受到了损害。磨损表面、磨屑和下表层的SEM结果证实了β相对摩擦学性能的不利影响。β相颗粒较易断裂,从而降低基体抗滑动应力的能力,造成摩擦层的不稳定,使其易剥离,形成大的剥落碎片。摩擦实验结果还表明,Fe降低材料的平均摩擦因数,但增加摩擦因素的波动。

摘要： 通过真空电弧熔炼法制备了Cu/Ni3Ti原位复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和纳米压痕仪分别测试了Cu/Ni3Ti原位复合材料的相组成、微观组织形貌、显微硬度和弹性模量。结果显示,Ni3Ti相在铜基体中呈针状分布,且铸锭边缘与心部平均晶粒直径分别约为1.74和249μm。Cu/Ni3Ti原位复合材料在时效温度为550°C时的强化效果最佳,此时铜基体与Ni3Ti相的显微硬度最大值分别达到了174和209。在热处理后,Ni3Ti相的最大硬度和弹性模量分别达到10.5 GPa和249.7 GPa,远高于Cu基体,Ni3Ti相是一种理想的增强相。

摘要： 通过真空电弧熔炼法制备了Cu/N2/Ti原位复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和纳米压痕仪分别测试了Cu/Ni3Ti原位复合材料的相组成、微观组织形貌、显微硬度和弹性模量.结果显示,Ni3Ti相在铜基体中呈针状分布,且铸锭边缘与心部平均晶粒直径分别约为1.74和249 μm.Cu/Ni3 Ti原位复合材料在时效温度为550°C时的强化效果最佳,此时铜基体与Ni3Ti相的显微硬度最大值分别达到了174和209.在热处理后,Ni3Ti相的最大硬度和弹性模量分别达到10.5 GPa和249.7 GPa,远高于Cu基体,Ni3Ti相是一种理想的增强相.

摘要： 通过真空电弧熔炼法制备了Cu/Ni_3Ti原位复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和纳米压痕仪分别测试了Cu/Ni_3Ti原位复合材料的相组成、微观组织形貌、显微硬度和弹性模量。结果显示,Ni_3Ti相在铜基体中呈针状分布,且铸锭边缘与心部平均晶粒直径分别约为1.74和249μm。Cu/Ni_3Ti原位复合材料在时效温度为550°C时的强化效果最佳,此时铜基体与Ni_3Ti相的显微硬度最大值分别达到了174和209。在热处理后,Ni_3Ti相的最大硬度和弹性模量分别达到10.5 GPa和249.7 GPa,远高于Cu基体,Ni_3Ti相是一种理想的增强相。

摘要： 通过熔融挤出用含磷液晶共聚酯和聚碳酸酯(PC)制备了原位复合材料.用扫描电镜研究了液晶相在复合材料中的形态结构,详细研究了液晶相的加入对复合材料的力学性能的影响,通过锥形量热和极限氧指数研究了含磷液晶的加入对于复合材料的成炭,极限氧指数以及热释放数率等方面的影响.

摘要： 系统研究了Cu-Cr原位复合材料微观组织、力学性能和导电性能。采用熔铸+形变法制备了Cu-15Cr,Cu-15Cr-0.08Zr，Cu-10Cr-0.08Zr原位复合材料。采用扫描电镜(SEM)观察了材料的微观组织演变，测试了不同应变量下材料的抗拉强度和导电率。实验结果表明：Cr含量越高，强度越高，导电性越低；加入微量锆，导电率降低约1～2.5％IACS，强度提高强度约200MPa。在变形过程中，加入适当的中间热处理，在改变强度不太大的前提下，能大大提高导电性。

摘要： 本文通过感应熔炼、铸造、热轧和冷拔制备了Cu-Fe-Cr-Ni原位复合丝材,采用XRD、SEM和TEM研究了Ni元素和拉拔变形量对其显微结构的影响.用拉伸试验测试了丝材的强度,用标准四探针方法测量了丝材的电阻.在Cu-Fe-Cr-Ni合金铸锭中,bcc结构的第二相为近球形颗粒形态,经过后续的变形加工,颗粒演变成了近圆形横截面的纤维.对Cu-Fe-Cr-Ni原位复合材料只进行了1次550°C中间退火,就可以获得较高的拉拔变形量(η=5.32),表明Ni的加入可以改善原位复合材料的塑性.随着拉拔变形量的增大,Cu-Fe-Cr-Ni原位复合丝材的强度增加,电导率下降.

摘要： 采用挤出-熔体拉伸-淬冷法制得了聚乙烯／聚对苯二甲酸丙二醇酯(PE／PBT)原位复合纤维和聚乙烯／聚对苯二甲酸丙二醇酯(PE／PTT)原位复合增强材料。研究了挤出后熔体拉伸速度对PBT成纤形态和纤维强度的影响以及原位成纤复合材料的性能。结果表明：随着熔体拉伸速度的增加，PBT微纤的平均直径先减小后增大，复合纤维相对强度基本呈上升趋势。在注塑样条中，随着PTT含量的增加，材料的拉伸强度先增大后减小，但比普通共混材料的力学性能有明显提高。

摘要： 本文采用熔融共混法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/热致液晶高分子(TLCP)共混物,并对共混物的力学性能、相态结构进行了研究。

摘要： 采用了电弧熔炼的方法制备了Nb-Si-Ti-Cr-Al-Hf-(Ce)合金.进行了1100°C/100h的循环氧化试验.使用扫描电镜、能谱、X-射线衍射等手段,研究了铈对该合金的组织及抗氧化性能的影响.结果表明铈能够改善铌硅系原位复合材料中的初生硅化物形貌和分布,能够减少氧化皮的脱落量;适量添加铈能够显著提高铌硅系原位复合材料的抗氧化性能.

摘要： 制备了聚丙烯(PP)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的共混物，通过对共混物熔体的牵伸作用，使其中分散相PET形成微纤，获得原位增强的复合材料，明显改善PP的力学性能。经体系配方及牵伸条件的优化以及后续的热处理，使分散相的成纤效率增大，分散相微纤的结晶度增大、强度及模量得到提升，从而有效地改善了体系的原位增强作用。在共混物制备过程中施加磁场作用，当共混物沿垂直磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度减小，共混物的拉伸强度下降;沿平行磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度增加，共混物的拉伸强度增大。

摘要： 制备了聚丙烯(PP)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的共混物，通过对共混物熔体的牵伸作用，使其中分散相PET形成微纤，获得原位增强的复合材料，明显改善PP的力学性能。经体系配方及牵伸条件的优化以及后续的热处理，使分散相的成纤效率增大，分散相微纤的结晶度增大、强度及模量得到提升，从而有效地改善了体系的原位增强作用。在共混物制备过程中施加磁场作用，当共混物沿垂直磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度减小，共混物的拉伸强度下降;沿平行磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度增加，共混物的拉伸强度增大。

摘要： 制备了聚丙烯(PP)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的共混物，通过对共混物熔体的牵伸作用，使其中分散相PET形成微纤，获得原位增强的复合材料，明显改善PP的力学性能。经体系配方及牵伸条件的优化以及后续的热处理，使分散相的成纤效率增大，分散相微纤的结晶度增大、强度及模量得到提升，从而有效地改善了体系的原位增强作用。在共混物制备过程中施加磁场作用，当共混物沿垂直磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度减小，共混物的拉伸强度下降;沿平行磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度增加，共混物的拉伸强度增大。

摘要： 制备了聚丙烯(PP)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的共混物，通过对共混物熔体的牵伸作用，使其中分散相PET形成微纤，获得原位增强的复合材料，明显改善PP的力学性能。经体系配方及牵伸条件的优化以及后续的热处理，使分散相的成纤效率增大，分散相微纤的结晶度增大、强度及模量得到提升，从而有效地改善了体系的原位增强作用。在共混物制备过程中施加磁场作用，当共混物沿垂直磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度减小，共混物的拉伸强度下降;沿平行磁场方向拉伸后，分散相PET的取向度增加，共混物的拉伸强度增大。

摘要： 本发明公开了一种基于二氧化硅介孔材料原位复合的聚对苯二甲酸丙二醇酯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。将对苯二甲酸二甲酯和1,3-丙二醇作为悬浮介质与二氧化硅介孔材料混合，形成稳定的悬浮体系，添加催化剂进行酯化反应后再在高真空条件下进行聚合反应，即可得到二氧化硅介孔材料原位复合的聚对苯二甲酸丙二醇酯复合材料。这种利用原位聚合的方法将二氧化硅介孔材料与聚对苯二甲酸丙二醇酯复合为制备高性能的聚对苯二甲酸丙二醇酯改性材料提供了一种全新的思路。

摘要： 提供一种抑制在预成形时增强纤维的配置的参差不齐并提高成形性从而能够成形形状的制约较少且品质较高的复合材料的复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、预制件以及复合材料。复合材料(400)的制造方法是包括增强基材(510)和浸渗于增强基材的树脂(600)的复合材料的制造方法，具有：对包括第1区域(511)和第2区域(512)的片状的增强基材以第2区域的粘接剂(520)的含有密度比第1区域低的方式赋予粘接剂的赋予工序(步骤S12)、以及将增强基材预成形为第2区域的曲率比第1区域大的立体形状而形成预制件的预成形工序(步骤S17)。

摘要： 本发明属于陶瓷材料领域，公开了一种纳米AlN和碳纳米管复合材料的原位合成方法及合成的复合材料和应用。合成方法包括以下步骤：首先将尿素、六水氯化铝、甲醇三种物质按照一定比例配制成溶液，加入适量催化剂乙酰丙酮镍，将所得溶液搅拌至完全溶解，干燥后得到固溶体催化剂前驱体粉末；再将所得固溶体置于管式炉中通入氮气，加热至反应温度，反应一段时间后冷却至室温，得到AlN和碳纳米管的复合材料。本发明利用化学合成中的残余碳，通过控制催化剂的含量、热处理工艺控制碳纳米管的形貌和含量，获得了一种AlN粉体和碳纳米管复合材料原位合成的方法，同时实现了碳纳米管的分散性、结晶性和形貌的可控生长。

摘要： 本发明提供了一种原位合成金属间化合物增强铝基梯度复合材料制备方法及其复合材料，其包括：S1、选用两块相同的铝合金板材作为基体并加工盲孔；S2、将金属粉末填入步骤S1中基体盲孔中并压实，进行往返多道次搅拌摩擦加工；S3、得到两块金属粉末含量不同的增材原始复合材料；S4、利用搅拌摩擦增材制造获得增材成形件即原位合成金属间化合物增强铝基梯度复合材料；S5、热处理。通过本发明的方法制备出的原位合成金属间化合物增强铝基梯度复合材料，显著增加了铝合金基体中原位合成的金属间化合物含量，并有效改善了其内部颗粒团聚现象，在增强铝合金基体的同时实现了材料微观组织结构及力学性能的层间梯度变化。

摘要： 本发明涉及一种C/C‑TiC陶瓷基复合材料及原位反应法制备该陶瓷基复合材料的方法。该方法包括(1)在碳纤维预制体表面制备SiC界面层；(2)第一高温处理：将步骤(1)制得的带有SiC界面层的碳纤维预制体进行第一高温处理；(3)浸渍、固化和裂解：将经步骤(2)处理后得到的材料依次进行浸渍、固化和裂解，重复上述工序，直至达到设计要求；用于进行浸渍的胶液包含氨酚醛树脂和粒径不超过100nm的球形钛粉；(4)第二高温处理：将步骤(3)获得的材料进行第二高温处理，得到C/C‑TiC陶瓷基复合材料。本发明通过超细球形钛粉与氨酚醛树脂混合，实现了C和Ti的原位反应，制备的TiC基体在复合材料中均匀分布。

摘要： 详细说明一种具有层序列(50)的前体复合材料(60)，该层序列包括黏合层(20)、黏合层(20)上的载体层(10)、载体层(10)上的离型层(40)和离型层(40)上的分离层(30)，层序列(50)的布置为：黏合层(20)背离层序列(50)的一面至少布置在分离层(30)背离层序列(50)一面的部分区域中。进一步详细说明了一种复合材料、用于制备该前体复合材料的方法、用于制备该复合材料的方法以及前体复合材料的用途和复合材料的用途。

摘要： 本发明公开了一种基于二氧化硅介孔材料原位复合的聚对苯二甲酸丙二醇酯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。将对苯二甲酸二甲酯和1,3-丙二醇作为悬浮介质与二氧化硅介孔材料混合，形成稳定的悬浮体系，添加催化剂进行酯化反应后再在高真空条件下进行聚合反应，即可得到二氧化硅介孔材料原位复合的聚对苯二甲酸丙二醇酯复合材料。这种利用原位聚合的方法将二氧化硅介孔材料与聚对苯二甲酸丙二醇酯复合为制备高性能的聚对苯二甲酸丙二醇酯改性材料提供了一种全新的思路。

摘要： 本发明提供了一种制备氯乙烯类聚合物复合材料的方法、氯乙烯类聚合物复合材料和包含该复合材料的氯乙烯类聚合物复合材料组合物，所述方法包括：进行氯乙烯类单体的本体聚合的第一步骤；和在本体聚合完成后回收未反应的氯乙烯类单体并获得氯乙烯类聚合物复合材料的第二步骤，其中，在第一步骤和第二步骤的至少一个步骤中添加聚乙烯醇，并且基于总共100重量份的氯乙烯类单体，以0.003重量份至0.500重量份的量添加聚乙烯醇。

摘要： 提供一种抑制在预成形时增强纤维的配置的参差不齐并提高成形性从而能够成形形状的制约较少且品质较高的复合材料的复合材料的制造方法、复合材料的制造装置、预制件以及复合材料。复合材料(400)的制造方法是包括增强基材(510)和浸渗于增强基材的树脂(600)的复合材料的制造方法，具有：对包括第1区域(511)和第2区域(512)的片状的增强基材以第2区域的粘接剂(520)的含有密度比第1区域低的方式赋予粘接剂的赋予工序(步骤S12)、以及将增强基材预成形为第2区域的曲率比第1区域大的立体形状而形成预制件的预成形工序(步骤S17)。

摘要： 本发明的目的在于提供有效地制造CNT的损伤得到抑制、且高度分散有CNT的碳纳米管分散液的方法。本发明的碳纳米管分散液的制造方法包括向包含比表面积为600m