含PEG硅烷的合成及其对纳米氧化亚铜的表面修饰

使用甲苯二异氰酸酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和聚乙二醇制备了聚合物硅烷,对其进行了表征并利用所合成的聚合物硅烷对纳米氧化亚铜(nano-Cu_2O)表面进行了修饰。测试结果表明:自制硅烷可接枝到氧化亚铜纳米粒子表面,并能有效抑制纳米粒子的团聚;随着硅烷添加量的增加,纳米氧化亚铜与水的接触角逐渐减小;改性以后的产物分散性有了显著的改善,相比于未改性的样品,其吸光度都有了不同程度的增加,并且在不同极性的溶剂中,其分散性能随硅烷用量的改变而不同。     

“聚合物材料抗静电改性研究”通过鉴定

由我院静电技术研究所刘尚合教授主持的“静合物材料抗静电改性研究”于4月16日通过专家鉴定。聚合物材料抗静电改性研究是当前国际上十分关注的研究课题,对国际、工业、公安消防等部门以及家庭、公共场所具有重要的应用价值。该课题以基础研究和应用研究相结合,采用离子束注入、电子束辐照等技术对聚合物材料抗静电改性机理、工艺、方法进行了深入的研究和探讨,提出了物-化改性新方法     

纳米SiO_2增韧改性环氧乙烯基酯树脂的性能研究

为了对环氧乙烯基酯树脂(EVER)进行增韧改性,采用KH570硅烷偶联剂对纳米SiO2进行表面处理,考察了纳米SiO2表面改性及其质量分数对EVER力学性能的影响。经过偶联剂处理的纳米SiO2复合材料在树脂基体中具备更好的分散性和相容性,力学性能明显优于纯EVER材料和未经偶联剂处理的复合材料。纳米SiO2质量分数为3%时,纳米SiO2复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度分别比纯EVER材料提高了42.10%,43.38%和91.91%;纳米SiO2质量分数为4%时,纳米SiO2复合材料的拉伸模量比纯EVER材料提高了34.57%。通过观察冲击断面的SEM照片,分析了纳米SiO2增韧改性的作用机理。结果表明:纳米SiO2增韧改性的关键在于诱发基体产生银纹,使其对裂纹扩展起到钝化、阻碍的作用。     

聚乙二醇对纳米SiO2水悬浮液分散稳定性的影响

通过沉降试验主要研究了聚乙二醇对纳米SiO2水悬浮液分散稳定性的影响,研究发现聚乙二醇的分子量和含量、悬浮液的pH值及超声分散功率、所含电解质的浓度对纳米SiO2水悬浮液的分散稳定性都有显著影响.红外光谱分析表明聚乙二醇是以氢键吸附在纳米SiO2颗粒表面,2者并没有发生化学反应.     

聚合物抗静电改性机理与工艺

采用离子注入和电子束等物理方法,对PTFE、KPVC、PMMA等聚合物材料进行了抗静电改性实验。实验结果表明,合理选择改性工艺,可以得到优良的抗静电材料。本文对离子注入和电子束的抗静电改性机理进行了分析,提出了选择最佳改性工艺条件的原则。     

聚合物材料与液氧相容性的研究

为研究聚合物材料与液氧的相容性,针对四种结构不同的环氧树脂与氰酸酯的共聚固化物,以液氧冲击敏感性试验作为其与液氧相容性的判定方法,通过热分析测试手段测定各固化物的恒温氧化热增重、热分解失重和闪点等热氧性能,并与其液氧冲击敏感性进行分析对照,证实环氧/氰酸酯类改性树脂与液氧不相容的程度与其常规热氧化反应的难易程度是一致的,提高其抗氧化性可以改善其与液氧的相容性。由此加深了对于聚合物与液氧相容性本质的认识,为进一步研究与液氧相容的聚合物材料指明了方向。作为常规分析手段的热分析,在聚合物与液氧相容性的科学表征中可发挥重要作用。     

纳米材料和纳米技术提升传统产业

纳米材料具有一些特殊的、优异的性能,将纳米材料作为复合添加剂对某些传统产品进行改性,可以显著提高产品的性能或使他们具有新的功能。研究了不同的纳米复合材料在聚胺酯合成革、外墙涂料、塑料、抗菌剂、永磁铁氧体以及润滑油等方面的改性和工程应用,并简述了利用纳米技术在改造和提升传统产业方面取得的成果以及在产业化方面做出的实质性业绩。     

一种新型甲醛气体清除材料的实验研究

采用溶胶-凝胶法将纳米TiO2负载在活性碳纤维上,制备出一种新型甲醛气体清除材料。在制备中依次掺杂Fe3+和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米TiO2进行改性,研究了纳米TiO2光催化活性的变化,并测试了自制材料的甲醛清除效率。结果表明:Fe3+和SDBS的添加不会改变纳米TiO2的晶型结构,但有利于晶粒的成长和负载膜的光催化活性;添加体积分数分别为0.8%的Fe3+和3%的SDBS时,材料的甲醛清除效率最高。     

环氧树脂对PU硬泡的增强试验研究

本文通过一系列实验,制备了密度为０．３ｇ／ｃｍ＾３的环氧树脂改性ＰＵ硬泡,并对其进行了准静态压缩力学性能测试。研究表明,ＰＵ硬泡的强度和模量均有较大幅度提高。同时,从ＰＵ硬泡泡孔结构及互穿聚合物网络入手初步分析了增强机理．     

几种固体可燃物燃烧烟尘微观形貌特征研究

采用透射电子显微镜,对几种固体可燃材料燃烧烟尘的微观形貌进行了分析.研究发现聚合物材料燃烧烟尘主要为分散的凝团,凝团形态为链状、簇状和絮状,凝团是由直径几十纳米的准球形基本组成颗粒互相链接而成的.常见木质装修材料燃烧烟尘则主要为黑色碎片结构,在碎片周围附着有少量凝团.在受热炭化的聚合物燃烧烟尘中也会发现一些黑色和半透明碎片结构,但数量较少、尺寸较小.     

单板纳星电源系统能量平衡仿真

能量平衡是微纳卫星电源系统设计和考核的重要要求,在地面通常通过数值仿真进行评价。介绍单板纳星电源系统结构和特点;分别对太阳电池阵、蓄电池组和卫星负载进行数学建模;结合卫星姿态动力学进行能量平衡仿真,仿真结果可以实时反映卫星的功率变化、电池容量和能量平衡情况。电源系统在轨试验数据与仿真结果基本一致,证明所建模型是正确的,仿真方法有效。     

表面官能化对碳纳米管/环氧复合材料玻璃化转变温度及韧性的影响

通过碳纳米管的不同表面官能化,构造其与环氧树脂的不同界面。采用动态机械性能分析研究不同表面官能化碳纳米管对环氧树脂复合材料玻璃化转变温度的影响;采用摆锤冲击试验研究环氧树脂复合材料的韧性。结果表明:与纯环氧树脂相比,氨基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度升高,而羧基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的玻璃化转变温度反而有所下降;碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度相比纯环氧树脂均提高了近一倍。复合材料性能的这些变化规律主要归因于不同表面官能化碳纳米管与环氧树脂基体间形成了不同的界面。     

基于退化速率跟踪粒子滤波的剩余使用寿命预测框架

毋庸置疑,剩余使用寿命预测对于设备的健康管理越来越重要。近年来粒子滤波方法被越来越多地应用到设备寿命预测技术当中,这是因为粒子滤波方法能更好的解决非线性非高斯系统滤波问题,而且能够获得不确定度信息。但该方法的预测性能却过度依赖于预测模型,并且对于模型参数的初始分布也比较敏感,这在一定程度上限制了粒子滤波预测方法的进一步发展。本文针对基本粒子滤波预测方法的不足,提出了一种基于退化速率跟踪粒子滤波的通用预测框架,以历史观测数据的退化速率统计规律作为指导来跟踪目标数据的退化速率,实现对粒子滤波预测方法的简化。并将该方法用于轴承和锂离子电池的剩余使用寿命预测,验证了方法的有效性。     

钢丝增强复合条带抗弹性能数值分析

为研究钢丝增强聚合物基复合条带的抗弹性能,基于冲击动力学理论分析其抗弹机理,再借助ANSYS/LS-DYNA软件和LS-PrePost前后处理器模拟有无增强钢丝2种工况下,条带对7.62 mm弹体的冲击响应。分析表明：条带的弹性模量、剪切模量和面密度会影响其能量吸收性能,能量吸收量随三者的增大而增大;由于聚合物基体的正交各向异性,应力云图显示出扁平椭圆状是合理的;在聚合物基复合条带中嵌入增强钢丝对条带整体的抗弹性能有积极的影响,但嵌入过量的钢丝会导致重量和成本的增加,因此需要对合理的钢丝配比率作进一步研究。研究结果可为钢丝增强聚合物基复合条带在野战防护结构中的应用提供参考。     

Experimental and numerical investigations of interface properties of Ti6Al4V/CP-Ti/Copper composite plate prepared by explosive welding

Explosive welding technique is widely used in many industries. This technique is useful to weld different kinds of metal alloys that are not easily welded by any other welding methods. Interlayer plays an important role to improve the welding quality and control energy loss during the collision process. In this paper, the Ti6Al4V plate was welded with a copper plate in the presence of a commercially pure titanium interlayer. Microstructure details of welded composite plate were observed through optical and scanning electron microscope. Interlayer-base plate interface morphology showed a wavy structure with solid melted regions inside the vortices. Moreover, the energy dispersive spectroscopy analysis in the interlayer-base interface reveals that there are some identified regions of different kinds of chemical equilibrium phases of Cu–Ti, i.e. CuTi, Cu₂Ti, CuTi₂, Cu₄Ti, etc. To study the mechanical properties of composite plates, mechanical tests were conducted, including the tensile test, bending test, shear test and Vickers hardness test. Numerical simulation of explosive welding process was performed with coupled Smooth Particle Hydrodynamic method, Euler and Arbitrary Lagrangian-Eulerian method. The multi-physics process of explosive welding, including detonation, jetting and interface morphology, was observed with simulation. Moreover, simulated plastic strain, temperature and pressure profiles were analysed to understand the welding conditions. Simulated results show that the interlayer base plate interface was created due to the high plastic deformation and localized melting of the parent plates. At the collision point, both alloys behave like fluids, resulting in the formation of a wavy morphology with vortices, which is in good agreement with the experimental results.     

Effect of nano powder (Al2O3-CaO) addition on the mechanical properties of the polymer blend matrix composite

This work describes the preparation and study of the properties of composite nanoparticles prepared by the sol-gel method which consists of two materials (Al₂O₃-CaO), and study the effect of these nanoparticles on the mechanical behavior of a polymer blend (EP 4% + 96% UPE). The powder was evaluated by X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy analysis (SEM), particle size analysis, and energy dispersive X-ray analysis (EDX). The mechanical behavior of the composite material was assessed by tensile test, bending test and hardness test. The evaluation results of the composite nanoparticles showed good distribution of the chemical composition between aluminum oxide and calcium oxide, smoothness in particles' size at calcination in high and low temperatures, formation of different shapes of nanoparticles and different (kappa and gamma) phases of the Al₂O₃ particles. The results of mechanical behavior tests showed marked improvement in the mechanical properties of the resulted composite material, especially at 1.5%, compared with polymer blend material without nano powder addition. The tensile properties improved about (24 and 14.9) % and bending resistance about (23.5 and 16.8) % and hardness by (25 and 22) % when adding particles of size (63.8 and 68.6) respectively. Therefore, this reflects the efficiency of the proposed method to manufacture the nanocomposite powder and the possibility of using this powder as a strengthening material for the composite materials and using these composite materials in bio applications, especially in the fabrication of artificial limbs.     

高速铁路网络延误传播分析

针对既有方法研究高速铁路网络中延误传播规律的局限性,基于高速列车实绩运行数据和列车时刻表数据构建站点延误传播贝叶斯网络模型。结合复杂网络中的渗流理论研究延误传播团簇的演变规律,并以最大延误传播团簇中的南京南站和第二大延误传播团簇中的长沙南站为例,分析处于渗流突变状态下的站点延误传播贝叶斯网络。提出基于核心延误传播团簇的站点延误状态预测模型。结果表明：网络中的站点可按延误传播特征分为延误发散站点、延误传递站点和延误消散站点。延误发散站点不仅能直接将延误传播至邻近站点,还能通过延误传播链将延误传播至较远地区的站点。由此网络以部分延误发散站点为中心向延误传递站点和延误消散站点进行“辐射式”延误传播。     

金属氢化物-镍电池负极制备工艺

用正交法对影响贮氢电池负极制备工艺的因素 :导电剂 ,添加剂 ,粘结剂 ,活化处理和制片压力等进行了研究 ,得到了贮氢电池负极制备工艺的最佳条件。对贮氢电池的各项性能的表征表明 :体现贮氢电池的放电容量 ,循环寿命 ,大电流快速充放电 ,自放电等性能均表现优异。     

新型串联锂离子电池组主动均衡电路设计

为解决串联锂离子电池组电压均衡问题,提出了一种新型主动电池到电池均衡电路。该电路主要包括N+5个双向开关以及一个LC谐振电路,其中,N表示电池组中电池的数量。利用LC串联谐振电路能够直接将能量从最大充电电池传输至最小充电电池,无需使用多绕组变压器。并且在零电流开关条件下,运行电路中的所有开关能够减少平衡所用功耗。通过10节串联锂离子电池的实际测试,结果显示相比常规均衡电路,提出的电路能够实现快速平衡并且传输效率更高。当均衡功率为0.48 W和2.04W时,实测功率传输效率分别为92.7%和79.2%。     

锂电池储能在电磁发射中的应用

随着电磁发射技术的发展，储能环节成为其中不可或缺的一部分。对基本储能单元需求进行分析，以用电系统功率和能量需求为牵引，以储能系统体积重量适装性最优为目标，充分对比现有各类电池参数指标，从安全性、功率密度、能量密度和循环寿命四个方面进行考虑，确定基本储能单元类型为锂电池。面对舰上不同电磁发射设备电压、电流的需求，需要研究能够实现锂电池组快速灵活串并转换的拓扑结构。在实现电池组稳定并联之前，需保证电池组的一致性，因此需计算出电池荷电状态并进行均衡；针对短脉冲大倍率连续放电工况下荷电状态估算不准确的问题，提出以蓄电池组作为研究对象，采用动态辨识方法进行估算。由于各电池组之间存在不一致性，并联起来放电时可能导致输出电流不均衡，使得本来就处于高倍率放电的电池组超限使用，因此将提出一种电池组均流方法来解决此问题。