本发明涉及一种纳米氢氧化钙/纳米高岭土纳米复合材料及制备方法,首先采用简单的乙酸钾插层方法将市售高岭土剥离为纳米高岭土。而后通过溶液方法合成纳米氢氧化钙。最后将二者按照一定的比例混合即可制备纳米氢氧化钙/纳米高岭土纳米复合材料。该复合材料的制备过程简单、可控、量大。实际中发现,纳米氢氧化钙/纳米高岭土复合材料加固壁画的强度是纳米氢氧化钙的10以上,和B72加固的壁画的强度相当。而且,从施加纳米氢氧化钙/纳米高岭土复合材料到起到加固左右时间仅需7小时左右,大大提高了文物保护的工作效率。同时,该材料溶解在乙醇中,无毒,该材料有望取代传统有机材料并进一步推广至文物保护的众多领域。
本发明涉及一种含有氧化铝涂层的高密度C/C‑SiC复合材料坩埚,属于单晶硅拉制炉用热场部件技术领域。所述复合材料坩埚包括坩埚本体以及涂覆在坩埚本体内表面的氧化铝涂层,坩埚本体是通过CVI工艺、树脂浸渍炭化工艺以及PIP工艺依次对炭纤维预制体进行热解炭、树脂炭以及碳化硅增密处理获得的体积密度为1.8g/cm3~2.0g/cm3的C/C‑SiC复合材料,氧化铝涂层的成分以γ‑Al2O3为主;其中,炭纤维预制体的体积密度为0.3g/cm3~0.6g/cm3,热解炭增密至1.0g/cm3~1.2g/cm3,树脂炭增密至1.4g/cm3~1.6g/cm3,碳化硅增密至1.8g/cm3~2.0g/cm3。所述复合材料坩埚既具有支撑作用又可保证熔融硅纯度,而且使用寿命显著提高,有效降低单晶硅拉制成本,解决了现有技术中必须同时使用石英坩埚和炭/炭复合材料坩埚拉制单晶硅所带来的问题。
本发明公开了高锰钢基自生碳化钽复合材料制备工艺,该工艺主要包括以下步骤:用钽丝编织成一定规格的钽丝网,裁剪、多层卷制或叠加制成网状立体骨架结构;按照铸造工艺要求制作铸型,把钽丝立体网状骨架预置在铸型型腔中;冶炼高锰钢浇入铸型中,冷却清理后得到钽丝-高锰钢二元材料预制体;把钽丝-高锰钢二元材料预制体置入热处理炉,加温到碳化物形成温度进行保温,获得碳化钽颗粒增强高锰钢基复合材料。用该方法制备的复合材料充分发挥了碳化钽硬质相的高耐磨性能和高锰钢的良好韧性,调控方便,工艺可靠,解决了复合材料反应不完全,增强相颗粒分布不均匀,增强相界面污染弱化等难题,可广泛应用于矿山、电力、冶金、煤炭、建材等耐磨领域。
本发明公开了一种碳碳复合材料废料回收利用的工艺方法,其技术方案要点是,该发明通过将碳碳复合材料产品加工过程中切屑下来的废料用40‑100目的筛子除去里面的杂质粉尘,留下长度适中且均匀的短纤维,充分搅拌使得短纤维的密度范围变大,有利于后期更均匀的增密。将热固性酚醛树脂与短纤维均匀的混合后放入带有成型模具的硫化机上进行升温并阶梯式加压,升温加压固化后进行碳化、高温处理,密度可达到1.3g/cm3,之后还可根据实际需求再进行化学气相沉积增密。增密完成后可根据需求尺寸进行精加工,实现对碳碳复合材料废料的回收利用,减少碳纤维的用量,降低成本。回收利用碳碳复合材料,减少浪费,降低成本。
本发明公开了一种复合材料Z型零件的成型装置和成型方法,成型装置包括工装主体、L型匀压板、V型缓冲垫。本发明能够沿复合材料Z型零件的截面均匀分布固化压力,实现树脂均衡分布,解决复合材料Z型零件厚度不均匀,内部容易出现孔隙、分层等问题,实现复合材料Z型零件的快速、可靠制造。
本发明公开了一种多级结构四氧化二锑石墨烯复合材料及其制备方法和应用,制备方法通过简单水热法,对溶液PH进行调节,在混合溶液的PH=3~6时,得到棒状的四氧化二锑石墨烯复合材料;在混合溶液的PH=7~9时,得到花状的四氧化二锑石墨烯复合材料;在不同酸碱度下得到不同组装方式的四氧化二锑石墨烯复合材料,不同组装方式的Sb2O4/GO纳米粉体比表面积各不相同,得到各种不同微观形貌和电化学性能,制备的复合材料作为钠离子电池负极材料具有较优的性能。
本发明公开了一种MoS2‑SnO2‑碳纤维复合材料及其制备方法,包括采用二步水热法在碳纤维材料上包覆生长SnO2纳米材料和在SnO2‑碳纤维上二次生长MoS2纳米材料。水热制备过程中无需任何模板和催化剂,工艺简单,产率高,且成本低廉,适合批量生产;在SnO2包覆碳布上直接生长MoS2纳米材料,所制备的纳米复合材料为“三明治”结构,包覆紧密,层次分明,可以作为光催化、电催化、太阳能电池、柔性传感器、场发射和锂离子电池负极材料。
本发明公开了一种碳/碳基或陶瓷基复合材料紧固件的防松方法,用于解决现有的复合材料紧固件的防松方法重复使用率差的技术问题。技术方案是首先对碳/碳基或陶瓷基复合材料紧固件浸渗入液态陶瓷先驱体,紧固件紧固连接后,得到改性后的紧固件。然后在一定温度下交联固化,得到改性后的紧固件连接件。改性后的碳/碳基或陶瓷基复合材料紧固件,在螺纹与螺母之间形成陶瓷连接,并且在伸出螺母之外的螺纹上形成一定厚度的涂层,使得螺母松脱退出的阻力增大,从而提高了复合材料紧固件的防松抗振性能和重复使用率。
一种锂离子电池用氧化锌/石墨烯复合材料的制备方法,首先取氧化石墨加入到溶剂中,进行超声处理,获得氧化石墨烯分散液;然后取金属锌盐加入到氧化石墨烯分散液中,再进行酸碱调节,使混合溶液呈碱性;然后将混合溶液转移到水热反应釜中进行反应,反应结束降至室温,用水和乙醇各洗3次后进行真空干燥处理,获得部分还原石墨烯氧化锌复合材料;最后将上述复合材料在惰性气氛下进行煅烧,结束后冷却至室温,即获得氧化锌/石墨烯复合材料;利用本方法制备的氧化锌/石墨烯复合材料作为锂电池的负极材料,能够克服氧化锌导电性差、体积膨胀效应严重的问题,具有循环稳定性强、导电性强的特点;本方法具有操作简单、可重复性高、成本低廉的特点。
本发明公开了一种天然纤维/纳米SiO2复合材料纸的制备方法及其所使用的水乳液,该方法包括以下步骤:(1)乳化剂A的制备;(2)按质量份,将硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的混合物5份用乳化剂A?10~15份乳化,加水得固含量10~20%的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的水乳液B;(3)将天然纤维纸在固含量10~20%的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的水乳液B中浸透,辊压后在100~110℃下干燥即得天然纤维/纳米SiO2复合材料纸。本发明方法直接用纳米SiO2对二次纤维进行表面改性,在纤维和纳米粒子之间形成化学键合,避免在抄纸过程中纳米粒子流失,提高纤维之间结合力,同步实现纳米粒子的增强增韧;可减少其他增强助剂的使用。
本发明公开了一种氧化铝生物质炭复合材料、其制备方法与应用。所述制备方法包括:在选定气氛中对生物质材料进行碳化处理,获得生物质炭材料;将所述生物质炭材料、氧化铝及活化剂混合,并对所获混合物进行高温活化处理,得到氧化铝生物质炭复合材料;所述碳化处理的温度为300~700℃,时间为1~4h,所述高温活化处理的温度为600~1000℃,时间为1~4h。本发明的高比表面积的氧化铝生物质炭复合材料是利用生物质高温反应合成,制备工艺流程简单,原料易得,成本低廉,环保安全,并具有环境友好等优点;并且,此氧化铝生物质炭复合材料具有较大的比表面积,克服了传统金属氧化物比表面积低的缺点,可以进行工业化制备。
本发明公开了一种超疏水多孔壳聚糖/Ag@AgCl‑TiO2复合材料及环保型口罩,以壳聚糖为原料,聚乙烯醇为柔韧剂,硅胶为造孔剂,Ag@AgCl‑TiO2为功能性粒子,通过疏水性纳米SiO2溶胶后处理,在无菌医用纱布骨架上形成具有纵横交错微纳米孔道的超疏水多孔壳聚糖/Ag@AgCl‑TiO2复合材料。本发明口罩以该复合材料为独立拆装功能层,方便清洁及更换,该复合材料能有效抵御雾霾颗粒的吸入,有效防止细菌病毒等飞沫传播,在太阳光、紫外光等光照下具有自清洁作用,而且该材料具有超疏水性能,可防止其在呼出的弱酸性水汽中溶胀,堵塞孔道,影响呼吸。因此本发明口罩能反复使用,适用于雾霾、新冠疫情中低风险地区。
本发明公开了一种碳/碳复合材料的连接方法,可用于碳/碳复合材料的连接。其方法是1)称取钨酚醛树脂,加入无水乙醇,制成50%的无水乙醇溶液,加入六次甲基四胺作固化剂,充分溶解后加入钨粉,混合均匀;2)将要连接的碳/碳复合材料清洗、晾干;3)在要连接的碳/碳复合材料连接面均匀涂刷经步骤1)配制的树脂,晾干后将两连接面相对并置于钢制模具中,加压、加热固化;4)经步骤3)固化后的连接件置于石墨模具中,放入石墨作加热体的高温热压炉中,通氩气,加压,随后将炉温从室温升至1500℃,保温,随后降至室温,整个过程通氩气保护。本发明优点是:利用酚醛树脂良好的润湿性能和粘附性能,再经过加压、加热固化的接头组织致密,强度高。
一种Ti2AlC/TiAl基复合材料及其制备方法,首先利用Ti/Al之间的反应制得TixAly粉体,再将TixAly粉体与Ti3AlC2粉体经湿法球磨混合均匀,干燥后装入模具中,进行真空热压烧结固化,得到Ti2AlC/TiAl基复合材料。该复合材料由基体相TiAl和增强相Ti2AlC构成,Ti3AlC2完全转化为Ti2AlC,无杂质相TiC等存在。本发明制备工艺简单易行、烧结温度低、制备成本低、制得的复合材料的组织细小且强韧化效果显著,可大大改善TiAl金属间化合物的强度和韧性。本发明适合工业化生产,制得的Ti2AlC/TiAl基复合材料有望用于制造航空发动机部件及超高速飞行器的翼和壳体。
本发明公开了一种阻燃型高光泽聚丙烯复合材料及其制备方法,所述阻燃型高光泽聚丙烯复合材料按重量份数由以下组分组成:聚丙烯(PP)70‑85份,硫酸钡粉体15‑25份,乙烯‑辛烯的共聚物(POE)5‑10份,阻燃剂1‑5份,二(对苯级二苯亚甲基)山梨醇(MDBS)0.1‑0.5份,硅烷偶联剂(KH‑550)1.5‑4.5份,2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷(双2,5)0.1‑0.3份,抗氧剂0.5‑1.5份,亚乙基双硬脂酰胺(EBS)0.5‑1.5份。以及一种阻燃型高光泽聚丙烯复合材料的制备方法,以聚丙烯和阻燃剂为原料,通过搅拌机充分混合,熔融挤出得到聚丙烯复合材料。本方法制备的阻燃型高光泽聚丙烯复合材料,具有成型收缩率低、阻燃性能和加工性能优异等优点,而且还具有ABS的高光泽度的特点,但是成本却要低很多。
本发明涉及一种溶胶‑凝胶结合反应熔体渗透快速制备大厚度连续纤维增韧SiC基复合材料的方法,将间苯二酚‑甲醛淡黄色透明溶胶通过真空浸渍的方法,引入到多孔大厚度CMC‑SiC中,然后将溶胶和CMC‑SiC转移至水热反应釜内凝胶,随后将含有间苯二酚‑甲醛凝胶的多孔大厚度CMC‑SiC在管式炉内裂解,采用RMI法完成连续纤维增韧SiC基复合材料的致密化。该方法快速制备的大厚度连续纤维增韧SiC基复合材料(CMC‑SiC)具有高致密度,高力学性能和均匀基体相结构和成分,解决了目前RMI工艺方法中制备大厚度连续纤维增韧SiC基复合材料(CMC‑SiC)周期较长,致密度低,沿厚度方向组分和结构不均匀,残余硅或碳含量高的问题。
本发明公开了一种灰口铸铁基复合材料制备工艺,该制备工艺主要包括以下步骤:用铌丝编织铌丝网,经过裁剪、多层卷制或叠加制成网状立体骨架结构;按照铸造工艺要求制作铸型,把铌丝立体网状骨架预置在铸型型腔中;冶炼灰口铸铁浇入铸型中,冷却清理后得到铌丝-灰口铸铁二元材料预制体;把铌丝-灰口铸铁二元材料预制体置入热处理炉,加温到碳化物形成温度进行保温,获得碳化铌颗粒增强灰口铸铁基复合材料。该方法制备的复合材料充分发挥了碳化铌硬质相的高耐磨性能和灰口铸铁的良好韧性,调控方便,工艺可靠,解决了复合材料反应不完全,增强相颗粒分布不均匀,增强相界面污染弱化等难题,可广泛应用于矿山、电力、冶金、煤炭、建材等耐磨领域。
本发明提供了一种含有不同化学计量比铝酸锶的高温自润滑复合材料,属于润滑材料技术领域。本发明通过控制原料中纳米Al2O3和SrCO3的用量,可以得到不同化学计量比的铝酸锶;本发明以镍、铬作为基体金属,利用不同化学计量比铝酸锶的协同润滑作用,可以改善高温自润滑复合材料在800℃条件下的摩擦性能和磨损性能,降低高温自润滑复合材料的摩擦系数和磨损率。实施例表明,本发明提供的含有不同化学计量比铝酸锶的高温自润滑复合材料在800℃下摩擦系数可低至0.23,磨损率可低至1.4×10‑5mm3/(Nm)。本发明还提供了上述含有不同化学计量比铝酸锶的高温自润滑复合材料的制备方法,此法操作简便,易于工业化生产。
一种硅橡胶复合材料的制备方法,其特征在于:制备KH550‑GO/MMT复合材料;取白炭黑乙烯基硅油混炼基胶、乙烯基硅油、Pt催化剂放入塑料烧杯中,室温下在高速搅拌机上搅拌,搅拌均匀制得MVQ的A组分;取白炭黑乙烯基硅油混炼基胶、乙烯基硅油、双封头抑制剂、含氢硅油,室温下在高速搅拌机上搅拌,搅拌均匀制得MVQ的B组分;往MVQ的A组分中加入KH550‑GO/MMT,室温下用高速搅拌机搅拌,密封后再超声振荡;超声完成后同MVQ的B组分混合用高速搅拌机搅拌,真空泵抽真空,导入自制模具,得到KH550‑GO/MMT/MVQ复合材料。利用MMT层间阳离子的可交换性和膨润性制得KH550‑GO/MMT二元填料,制得KH550‑GO/MMT/MVQ复合材料。复合材料的综合力学性能最佳,热分解更加稳定,炭层更加致密,阻燃效果大幅提高。
本发明公开了一种热管理用SiC/石墨膜层状复合材料及其制备方法,该复合材料按体积分数计,由10~50%的SiC增强相和50~90%的石墨膜基质相组成,石墨膜和SiC在复合材料中逐层交替分布,并呈现完美取向排列;其制备方法由石墨膜表面包覆SiC陶瓷层、表面包覆SiC陶瓷层石墨膜的逐层堆叠及预压成型、预成型试样的真空热压烧结及烧结后样品的后续处理四个步骤完成。该制备方法有效解决了传统SiC/石墨复合材料烧结致密化困难及SiC与石墨之间的界面结合强度低等问题。采用本发明方法制备的SiC/石墨膜层状复合材料,不仅平行层状方向具有很高的热导率,而且垂直层状方向能获得与封装基板相匹配的热膨胀系数,同时具有低的密度及高的强度,是一种非常有应用前景的新型热管理材料。
本发明公开了一种含稀土元素的高强度高弹性模量钛基复合材料,由以下质量百分含量的成分组成:Al5.5%~6.5%,V3.5%~5.5%,Y0.1%~0.2%,B0.2%~2.0%,C0.2%~2.0%,余量为钛和不可避免的杂质。本发明通过向钛合金中添加B元素和C元素,生成了均匀分布的TiB和TiC增强相,提高了钛基复合材料的强度,通过添加Y元素细化晶粒、提高复合材料塑性,得到的钛基复合材料Rm为1200MPa~1310MPa,RP0.2为1100MPa~1200MPa,A为5%~10%,Z为10%~15%,E为125GPa~155GPa。
本发明公开了一种屏蔽中子和伽马射线的硼钨铝复合材料,由以下质量百分数的原料制备而成:钨和/或碳化钨20%~80%,硼、碳化硼和氮化硼中的一种或两种以上1%~10%,钛0.2%~0.5%,余量为铝和/或六系铝合金;本发明还公开了一种屏蔽中子和伽马射线的硼钨铝复合材料的制备方法,将除钛粉末外的原料粉末混合研磨后与钛粉末间歇式混合研磨,得到复合材料粉末,依次经冷压、活化和烧结,得到硼钨铝复合材料。本发明原料中引入硼元素和钨元素,实现了对中子和伽马射线的有效屏蔽,钛元素抑制了界面反应对屏蔽性能的影响;本发明采用间歇式混合法避免了冷焊的产生,通过冷压和活化去除残余气体,有利于得到硼钨铝复合材料。
本发明属于碳纤维/树脂基层合复合材料制造及力学性能领域,涉及一种纳米多层石墨烯增韧复合材料层间的方法。本发明选用较低成本纳米多层石墨烯作为复合材料预浸料层间的增韧材料,在预浸料剪裁完成之后,将其定量按比例投入丙酮或乙醇液体并通过超声波进行充分弥散,再通过气压枪均匀喷附在预浸料表面,待丙酮或乙醇挥发完进行预浸料的铺贴,再送入热压罐进行加热加压固化,最后切割为DCB与ENF标准试样进行Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性测试,测试结果表明该材料在喷涂密度为1g/m2时GIC与GIIC都有显著提升,提高了复合材料层合结构的层间韧性,弥补了层合复合材料层间性能的不足。
本发明公布了一种具有高介电常数的纳米Fe2O3掺杂的聚偏氟乙烯复合材料,它包括Fe2O3纳米粒子和聚偏氟乙烯,各成份所占体积比为:Fe2O3纳米粒子5‑20%,聚偏氟乙烯80‑95%,本发明所用的Fe2O3纳米粒子是简单的湿化学方法制备的,聚偏氟乙烯是工业产品,未经任何处理,所以这种复合材料制备简单、成本低廉,适合工业化生产。本发明的优点在于:(1)本发明所制备的复合材料的介电常数高,同时复合材料介电损耗低;(2)聚合物基体相含量高,复合材料的加工性能好,可以制备成所需要的形状。
一种氧化石墨烯树脂碳纤维复合材料的制备方法,应用于制备重型汽车变速器同步器锥环锥面摩擦层FB树脂碳纤维复合材料。天然石墨采用Hummers法制备出氧化石墨烯,经过N‑二甲基甲酰胺、异氰酸酯或其衍生物进行改性处理,再与丙酮溶液经过超声波分散,得到分散均匀的改性氧化石墨烯丙酮分散液;将上述分散液与FB树脂胶进行配置和均质化处理,将含有改性石墨烯的树脂胶液均匀涂在碳纤维布双面,固化处理,得到氧化石墨烯树脂碳纤维复合材料。本发明制备的碳纤维复合材料,室温下层间剪切强度大于55MPa,抗拉强度大于800MPa,耐磨性能(摩擦试验机)小于0.025g/cm2。该发明生产工艺路线简明、石墨烯树脂碳纤维复合材料性能稳定可靠,适合于批量化生产。
本发明公开一种电梯导靴靴衬用耐磨损自润滑复合材料、制备方法和应用,该电梯导靴靴衬用耐磨损自润滑复合材料包括纳米碳化硅纤维、石墨烯和聚十二内酰胺,所述复合材料中,纳米碳化硅纤维的质量百分含量为4%~6%,石墨烯的质量百分含量为4%~6%,聚十二内酰胺的质量百分含量为88%~92%。该复合材料具有更高的耐磨损自润滑性能,应用该复合材料制备得到的导靴靴衬相较于市售尼龙12导靴靴衬磨损量降低55%以上,可有效保护电梯导靴和导轨,延长使用寿命。
本发明涉及一种碳/碳复合材料和镍基高温合金的部分瞬间液相连接方法。以Ti箔、Ni箔、Cu箔等箔片作为中间层,按Ti箔/Ni箔/Cu箔/Ni箔的顺序,放在干净的碳/碳复合材料和镍基高温合金之间形成夹心结构,然后将该结构置于真空热压炉中,利用部分液相扩散法对碳/碳复合材料和镍基高温合金进行连接。升温进行第一次部分瞬间液相连接,实现金属界面的连接;升温进行第二次部分液相连接,实现碳/碳复合材料与中间层的连接。此法实现了碳/碳复合材料和镍基高温合金的连接,且连接强度较高,接头剪切强度达14.99~26.1MPa。
本发明提出了一种碳纤维复合材料S喇叭制造方法,首先设计并制造金属成型芯模,并对金属成型芯模表面进行精加工,其次在金属成型芯模上均匀喷涂转移膜并晾干,再在金属成型芯模表面喷涂金属铝,形成连续的金属层,而后刷去金属成型芯模表面粉尘后,刷涂胶液,并在金属成型芯模表面铺覆碳纤维预浸料;最后将金属成型芯模封装、真空热压固化,再脱模修整,并安装相应的金属接头,得到碳纤维复合材料S喇叭。本发明区别于之前在碳纤维复合材料表面喷涂金属层的方法,通过在精加工的金属成型芯模表面喷涂金属铝,保证了最终得到的碳纤维复合材料S喇叭内腔金属化表面的光洁度、平面度以及精度满足要求。
本发明涉及一种考虑热解碳各向异性特征的C/C复合材料弹性性能预测方法,根据CVI过程中热解碳的各向异性特征,建立了C/C复合材料的代表性体积单元模型。该模型首先利用简单插值方法得到等效基体属性,并读取每个等效基体单元的体心坐标,其次,通过泰森多边形原理判断等效基体单元所属的区域,完成各向异性热解碳围绕纤维生长的形貌表征,最终实现C/C复合材料弹性性能的有效预测。本发明弥补了目前数值模型中热解碳建模的不足,准确表征了各向异性热解碳围绕纤维生长的形貌特征,同时综合考虑了孔隙对复合材料整体有效弹性性能的影响,为其他含有热解碳的复合材料建模提供一定的借鉴。
本发明涉及一种高稳定性氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料及制备方法,首先采用简单的沉淀法合成纳米氢氧化钙。而后将氧化石墨烯(Hummer’s method制备)和纳米氢氧化钙按照一定比例混合水热即可制得氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料。制备过程简单、省时。该方法制备的氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料微观形貌表现为氢氧化钙纳米颗粒被石墨烯包裹而成单分散状态。更重要的是,该复合材料在异丙醇中可保持至少3个月不出现沉淀。表现出了超强的稳定性。与现有技术相比,本发明提供的氢氧化钙/石墨烯纳米复合材料,制备过程简易,省时,可控。
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