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本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层的防腐性能

贾艺凡 , 刘朝辉 , 廖梓珺 , 王飞 , 叶圣天 , 班国东 , 丁逸栋 , 林锐

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.027

目的：研究本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层在NaCl溶液中对Q235低碳钢的防腐效果。方法以自制的本征态聚苯胺为防腐颜料，按比例加入填料及助剂，砂磨分散后制备质量分数为0.5%、1.0%及1.5%的本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层。 Q235钢板经砂纸打磨后去油除渍，采用喷涂方式涂覆制备涂层样品。利用扫描电子显微镜观察不同添加量的本征态聚苯胺在环氧有机硅涂层中的分散状态，涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液浸泡不同时间，采用X射线光谱分析涂层浸泡后的物相，并通过开路电位和电化学阻抗谱对比分析涂层的耐腐蚀性能。结果本征态聚苯胺/环氧有机硅复合涂层中EB添加量(质量分数)为1.0%时，颗粒分散较均匀且能促进形成致密的氧化钝化膜，浸泡后期的涂层表面微孔电阻值较高(Rpo=3.89×106Ω·cm2)，表现出良好的电化学性能；添加量(质量分数)为0.5%时颗粒分散较稀疏，涂层的阻抗值和拟合电阻值均下降；添加量(质量分数)为1.5%时涂层的阻抗值和拟合电阻值较小，腐蚀速度不断加快。结论本征态聚苯胺添加量(质量分数)为1.0%时，其在环氧有机硅涂层的分散均匀且致密，并在3.5%的NaCl溶液中浸泡后对Q235低碳钢表现出良好的防腐效果。

关键词: 本征态聚苯胺 , 环氧改性硅树脂 , 复合防腐涂层 , 交流阻抗谱 , 开路电位 , 低碳钢

碳纤维复合吸波材料的频散特性影响规律研究

班国东 , 刘朝辉 , 叶圣天 , 贾艺凡 , 王飞 , 刘娜 , 陶睿 , 罗平

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.033

目的归纳总结碳纤维长度和含量对碳纤维复合吸波材料(CFCAM)频散特性的影响规律.方法以水性聚氨酯(PR)为基体树脂,碳纤维(CF)为填料,制备了不同长度和含量的CFCAM,采用扫描电镜和X射线衍射仪对CF改性前后的微观形貌和物质结构进行表征,用矢量网络分析仪测试CFCAM介电常数(ε),归纳总结出CF长度、含量对CFCAM的频散特性的影响规律.结果随着CF长度的增大,CFCAM的ε先增大后减小,当CF长度为3 mm时,CFCAM不仅具有较好的频散特性,实部(ε′)和虚部(ε″)都较大;随着CF含量增大,CFCAM的ε增大,当CF质量分数为0.9%时,ε′达到18左右,ε″达到9左右,预示着该含量下CFCAM有较大的储存能量的能力,并且对电磁波有较强的电损耗能力.结论3 mm碳纤维在质量分数为0.9%时具有较好的频散特性,适宜用来制备吸波性能强、频带宽的雷达吸波涂层材料.

关键词: 短切碳纤维 , 水性聚氨酯 , 吸波材料 , 介电常数 , 频散特性 , 长度 , 含量

导电聚苯胺的聚合方法及应用研究进展

贾艺凡 , 刘朝辉 , 廖梓珺 , 王飞 , 叶圣天 , 丁逸栋 , 班国东 , 林锐

材料开发与应用

概述聚苯胺作为导电聚合物的不同特性,以及近些年聚苯胺聚合方法的研究进展.与其他导电聚合物相比,聚苯胺优点突出且制备方法众多,本文总结归纳出不同的制备方法,包括化学氧化聚合、电化学聚合、模板聚合、酶聚合作用、等离子体聚合、光致聚合等,且对不同方法制备出的聚苯胺结构性能作介绍.最后,总结不同形态的聚苯胺的制备方法,并简述聚苯胺在不同领域中的应用现状.

关键词: 导电聚合物 , 制备方法 , 聚苯胺

多壁碳纳米管的氧化剪断处理及其分散性

毕松 , 苏勋家 , 侯根良 , 刘朝辉 , 肖舟 , 肖永栋 , 曹茂盛

新型炭材料

利用混合强酸对多壁碳纳米管( MWCNTs)进行氧化浸泡处理。采用透射电镜、原子力显微镜、Raman光谱、红外光谱等分析手段对处理前后的MWCNTs进行表征,探索氧化浸泡时间对MWCNTs微观形貌及剪断过程的影响,并对氧化剪断后短碳管在水溶液中的分散性进行研究。结果表明,MWCNTs在混酸中浸泡72 h左右可以使其从缺陷处剪断,形成管长为200~1500 nm的短直管,且碳管表面及端口处嫁接上羟基和羧基活性基团。由于极性官能团的存在,使得MWCNTs的等电点从4.5下降到3.5,沉降实验和分光光度测试显示短碳管在有适量阴离子型表面活性剂存在的pH抑2的水溶液中超声振荡40 min后具有良好的分散效果。

关键词: 碳纳米管 , 氧化剪断 , 微观形貌 , 分散性

Gr/NiFe2O4纳米复合材料的制备与形成机理研究

贾海鹏 , 苏勋家 , 侯根良 , 毕松 , 郭锋 , 刘朝辉 , 程勇

稀有金属材料与工程

以氧化石墨烯(GO)、Fe2(SO4)3和NiSO4为初始反应物,利用一步水热法合成了Gr/NiFe2O4纳米复合材料.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(RS)等分析手段对Gr/NiFe2O4样品进行了表征.结果表明:经过水热反应GO被还原的同时,纳米NiFe2O4成功地负载到石墨烯上,二者之间存在较强的界面相互作用,而且NiFe2O4纳米粒子增加了石墨烯片层间的距离避免了其再次堆垛,实现了石墨烯与NiFe2O4的良好复合.初步讨论了Gr/NiFe2O4纳米复合材料的形成机制,Ni2+、Fe3+在GO的含氧基团处非均相成核,在水热条件下不断长大,其生长过程遵循Ostwald熟化理论,即小尺寸的NiFe2O4粒子由于其较高的表面能而逐渐溶解,被那些尺寸较大的粒子消耗.

关键词: 石墨烯 , NiFe2O4纳米粒子 , 水热法 , 形成机理

SiO2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

王飞 , 刘朝辉 , 叶圣天 , 贾艺凡 , 丁逸栋 , 班国东 , 林锐

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.02.023

SiO2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料，具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性，同时还兼有防火、防水等优良性能，是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料，在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标，简要叙述了对SiO2气凝胶的研究，从制备原材料种类的多样化，以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性，重点阐述了SiO2气凝胶玻璃、SiO2气凝胶隔热涂料、SiO2气凝胶纤维复合材料以及SiO2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展；然后，从其所具备的优良特性出发，提出了一种由SiO2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想，主要从SiO2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势，构建了全部由SiO2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系，最后对SiO2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。

关键词: SiO2 气凝胶 , 建筑节能 , 保温隔热 , 节能体系 , SiO2 气凝胶玻璃 , SiO2 气凝胶隔热涂料

镁合金表面改性技术现状研究

林锐 , 刘朝辉 , 王飞 , 贾艺凡 , 丁逸栋 , 班国东 , 李振强

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.04.021

镁在自然界中含量丰富,在地壳金属元素中储量排名第三位,是最轻的金属结构材料之一.镁合金的密度为1.74 g/cm3,比强度高达134,兼具韧性好、减震性强、热容量低、压铸性能好以及切削加工性能优良等优点,在军工、航天航空以及汽车等领域上有广泛应用.由于镁的电负性极强,稳定性不好,易被腐蚀,因而需要对镁合金表面进行处理才能适应实际应用的要求.镁合金表面改性是改善镁及其合金耐蚀性、提高使用寿命、扩大应用领域的重要技术手段之一.综述了镁合金表面改性技术的研究现状,介绍了化学转化处理(化学氧化处理)、电镀和化学镀、阳极氧化和微弧氧化、激光表面处理、热喷涂以及有机涂层等方法的原理、优点以及存在的问题,并简要介绍气相沉积、离子注入、达克罗涂层等表面改性技术,最后分析了镁合金表面改性的发展趋势,认为镁合金表面改性技术应朝着低污染、低成本、高效率、多技术复合的方向发展.

关键词: 镁合金 , 表面改性 , 涂层 , 耐腐蚀 , 氧化处理 , 电镀

SiO2气凝胶涂料的制备及应用研究进展

丁逸栋 , 刘朝辉 , 王飞 , 叶圣天 , 贾艺凡 , 班国东 , 林锐

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.06.023

SiO2气凝胶自1931年由美国科学家Kistler制备问世以来,因其热导率低、比表面积大、孔隙率大等优异性能一直被研究者所青睐.随着研究的深入,SiO2气凝胶的制备加工工艺得到了优化,使用性能在一定程度上得到了较大提升,研究方向也从早期的制备、性能研究发展到现在的应用研究.现已研制开发出许多具有特殊功能的全新产品,并通过与其他材料的复合得到性能更优越的SiO2气凝胶复合材料,使其在航天航空、军事、建筑、医学等领域得到越来越广泛的应用.在SiO2气凝胶众多应用领域中,其在涂料中的运用是极为重要的一个分支.针对目前SiO2气凝胶涂料推广应用难等现实情况,先对SiO2气凝胶及其涂料制备过程中存在的主要问题做简要阐述,再将利用SiO2气凝胶在某些方面的突出性质而制成的功能涂料进行分类,并从SiO2气凝胶在各种功能涂料中的作用机理出发,对不同功能的SiO2气凝胶涂料的研究进展情况进行归纳总结,在此基础上,展望了未来SiO2气凝胶涂料的发展方向.

关键词: SiO2气凝胶涂料 , 隔热涂料 , 耐高温涂料 , 防火涂料 , 吸附涂料 , 光催化涂料

新型涂覆型雷达吸波材料的研究进展

班国东 , 刘朝辉 , 叶圣天 , 王飞 , 贾艺凡 , 丁逸栋 , 林锐

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.06.021

随着精确制导武器的改进和现代雷达探测技术的发展,雷达隐身技术已成为提高军用目标生存力和战斗力的关键技术之一,涂覆型雷达吸波材料作为一种雷达隐身技术,因其吸波效果好、工艺简单、设计难度小、成本低,在雷达隐身技术中占有重要地位.传统涂覆型雷达吸波材料主要以实现在某个较窄频段的强吸收为目标,存在频带窄、面密度大等缺点.为了满足装备的战场隐身需求,需要研究和开发具有厚度薄、面密度小、吸波频带宽和吸波能力强(薄、轻、宽、强)的新型涂覆型雷达吸波材料,因此对新型涂覆型雷达吸波材料的研究成为当前国内外的一个热点,了解和掌握它的研究进展对下一步的研究具有重要指导意义.根据雷达隐身技术的作用机理和雷达吸波材料隐身原理,总结了雷达隐身的主要手段,详细分析和阐述了纳米吸波材料、多晶铁纤维吸波材料、手征吸波材料、导电高聚物吸波材料四种新型涂覆型雷达吸波材料的国内外研究现状,最后对新型涂覆型雷达吸波材料的发展进行了展望.

关键词: 涂覆型雷达吸波材料 , 纳米吸波材料 , 多晶铁纤维吸波材料 , 手征吸波材料 , 导电高聚物吸波材料

不同体积掺量的SiO2气凝胶对砂浆性能的影响

王飞 , 刘朝辉 , 邓智平 , 贾艺凡 , 丁逸栋 , 班国东 , 林锐

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.04.013

以低导热系数的SiO2气凝胶颗粒为保温骨料,采用等体积替换法替换砂浆中的沙制备 SiO2气凝胶砂浆,主要研究当SiO2气凝胶颗粒的替换比例分别在10％,20％,30％,40％,50％和60％时,对砂浆的密度、力学性能、吸水率以及导热系数等性能的影响,并在此基础上,通过添加纤维、引气剂和胶粉来对砂浆做改性,重点研究了各掺量对砂浆导热系数的影响,结果表明,当其掺量分别为0．2％,0．05％和1％时,导热系数达到最低为λ＝0．0859 W/(m?K)。

关键词: SiO2气凝胶 , 保温砂浆 , 导热系数

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