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碳基纳米氮化铁复合材料的制备其吸波性能

将纳米铁粉均匀混合在聚丙烯腈中进行预氧化和碳化处理,制备出碳包覆纳米铁氮化合物复合材料.用XRD、SEM、TEM、强磁计和矢量网络分析仪等对不同碳化条件下复合材料的相结构、组织形貌、磁性能和电磁参数进行表征,研究了碳化温度对吸波性能的影响.结果表明,当碳化温度为700℃时Fe的剩余量最少,Fe3N的相对含量大于Fe4N并且有少量的Fe3O4;当碳化温度为750℃时Fe3N相对含量较少,Fe和Fe4N的相对含量占优,Fe3O4被还原;当碳化温度升高到800℃时,产物的主要物相是Fe和Fe3C,少量Fe3N,几乎没有Fe4N.涂层厚度为1.5 mm的样品小于-10dB的频宽达到4.5 GHz,在15GHz处反射损耗最小(为-13 dB).

关键词: 复合材料 , 吸波材料 , 无定形碳 , 氮化铁 , 电磁性能

500-1350℃碳化纤维的结构缺陷和力学性能

林雪 , 王成国 , 于美杰 , 崔晓晨 , 林治涛

材料研究学报

采用x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及力学性能测试等方法对500-1350℃碳化纤维进行表征,研究了碳化温度对纤维结构缺陷和力学性能的影响.结果表明:在500-900℃低温阶段其强度和模量都随着碳化温度的升高呈增加趋势,但二者的增长速率在700℃前后是不同的.应力-应变曲线表明,低于700℃出现应力急剧下降的“之”字形拐点,没有明显屈服;700℃之后先出现屈服,后产生拐点.在1350℃高温阶段,纤维的断裂呈现出典型的脆性材料特征.在500-1350℃,碳化纤维的断裂主要取决于其表面缺陷.700℃和1350℃两种纤维表面都存在沿纤维轴方向的细长裂纹,700℃碳化纤维中的细长裂纹直径约为2nm,长度从几十纳米到几百纳米,1350℃碳化纤维中的细长裂纹直径约为1 nm,长度在50-190 nm.这些细小的裂纹,可能是导致纤维断裂的主要原因.

关键词: 有机高分子材料 , 碳化纤维 , 缺陷 , 力学性能 , 聚丙烯腈

电纺PAN纳米纤维的AFM形貌及晶区分布研究?

崔晓晨 , 于美杰 , 王成国 , 毛琼

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.06.015

目前已有很多学者对聚丙烯腈(PAN)静电纺丝进行了研究,但对其工艺的研究存在不同看法,同时关于电纺PAN纤维有序结构分布的研究较少.针对以上,系统研究了较宽范围内静电纺丝参数对PAN 纤维形貌和直径的影响.经过对比,喷丝液浓度对所制备 PAN 纤维直径影响最大,随着喷丝液浓度从6％(质量分数)升高至18％(质量分数),纤维平均直径由288 nm增大至3469 nm.将超声刻蚀法、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)结合X射线衍射技术(XRD)对电纺PAN纤维内部结构进行研究.结果表明,电纺 PAN 纤维表面存在相互平行的横向沟槽,其中凸起部分为相对有序区域,宽度约为40~190 nm,凹陷部分为无序区域,宽度约为20~35 nm.

关键词: 静电纺丝 , 纳米纤维 , 超声刻蚀 , AFM