轻质复合材料 南京工业大学 材料科研导论论文
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《CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言碳纳米管(CNTs)作为一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料,近年来在复合材料领域得到了广泛的应用。
将碳纳米管与金属或其它材料进行复合,可以有效提升复合材料的机械、电气、热学等多方面的性能。
铜(Cu)作为一种常见的金属材料,与碳纳米管(CNTs)的复合具有很大的研究价值。
本文旨在研究CNTs/Cu复合材料的制备方法及其性能,为该领域的研究和应用提供理论依据。
二、CNTs/Cu复合材料的制备(一)实验材料与设备本实验所需材料包括碳纳米管、铜粉、有机溶剂等。
设备包括高温炉、球磨机、真空干燥箱等。
(二)制备方法采用机械球磨法与高温烧结法相结合的方式制备CNTs/Cu复合材料。
首先,将碳纳米管与铜粉混合,在球磨机中进行长时间的球磨,使碳纳米管与铜粉充分混合并形成良好的界面结合。
然后,将混合物在高温炉中进行烧结,使铜粉熔化并与碳纳米管形成紧密的复合结构。
三、CNTs/Cu复合材料的性能研究(一)机械性能通过硬度测试、拉伸测试等方法对CNTs/Cu复合材料的机械性能进行研究。
结果表明,加入碳纳米管后,复合材料的硬度得到了显著提高,同时拉伸强度也有所增强。
这主要是由于碳纳米管具有优异的力学性能,能够有效地增强复合材料的机械性能。
(二)电气性能通过电阻率测试、电导率测试等方法对CNTs/Cu复合材料的电气性能进行研究。
结果表明,CNTs/Cu复合材料具有良好的导电性能,且电导率随碳纳米管含量的增加而有所提高。
这主要是由于碳纳米管具有优异的导电性能,能够有效提高复合材料的导电能力。
(三)热学性能通过热导率测试、热稳定性测试等方法对CNTs/Cu复合材料的热学性能进行研究。
结果表明,CNTs/Cu复合材料具有较高的热导率和良好的热稳定性。
这主要是由于碳纳米管具有良好的导热性能,能够有效提高复合材料的热传导能力。
四、结论本文研究了CNTs/Cu复合材料的制备方法及其性能。
《CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言近年来,随着科技的发展,复合材料因其在强度、硬度、耐热性以及导电性等方面的优越性能而受到广泛的关注。
特别是碳纳米管(CNTs)与金属基复合材料,它们以其独特的结构和性能在众多领域中展现出巨大的应用潜力。
CNTs/Cu复合材料作为其中的一种,其制备工艺和性能研究显得尤为重要。
本文旨在研究CNTs/Cu复合材料的制备方法,并对其性能进行详细分析。
二、CNTs/Cu复合材料的制备CNTs/Cu复合材料的制备主要采用化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积法(PVD)。
其中,CVD法具有成本低、制备效率高、易操作等优点,因此在本研究中采用CVD法制备CNTs/Cu复合材料。
具体步骤如下:首先,将铜基底进行预处理,包括清洗和活化;然后,在预热的铜基底上通入含有碳源的气体,如甲烷或乙烯;在高温条件下,碳源气体在铜基底上分解并形成碳纳米管;最后,通过冷却和后处理得到CNTs/Cu复合材料。
三、性能研究(一)形貌分析利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的CNTs/Cu复合材料进行形貌分析。
SEM图像显示,碳纳米管均匀地分布在铜基底上,具有良好的分散性和排列性。
TEM 图像则能更清晰地观察到碳纳米管的管状结构和微观形貌。
(二)力学性能分析通过纳米压痕仪对CNTs/Cu复合材料的硬度、弹性模量和韧性等力学性能进行测试。
结果表明,与纯铜相比,CNTs/Cu复合材料具有更高的硬度和更好的韧性。
这主要归因于碳纳米管的优异力学性能以及其在基体中的良好分布。
(三)导电性能分析利用四探针电阻测量仪对CNTs/Cu复合材料的导电性能进行测试。
结果表明,随着碳纳米管含量的增加,复合材料的导电性能逐渐提高。
这主要得益于碳纳米管的高导电性和良好的导电网络。
此外,铜基底的导电性也为提高复合材料的导电性能提供了有力支持。
(四)热稳定性分析通过热重分析(TGA)对CNTs/Cu复合材料的热稳定性进行研究。
复合材料论文2篇复合材料是一种由两种或两种以上不同材料按一定方式组合而成的新材料。
它具有优异的性能和广泛的应用领域,如航空航天、汽车制造、建筑材料等。
本文将介绍两篇与复合材料相关的论文,并从不同角度对其进行分析和评价。
第一篇论文的题目是《复合材料的制备方法及性能研究》。
这篇论文主要探讨了复合材料的制备方法以及复合材料的性能研究。
在制备方法研究方面,研究者采用了多种方法,如层叠法、注塑法和压力法等。
通过对比不同方法的制备工艺和性能表现,研究者发现,不同制备方法对复合材料的性能影响较大,而且不同材料组合也会对复合材料的性能产生重要影响。
在性能研究方面,研究者主要关注了复合材料的力学性能、热学性能、电学性能和化学性能等方面。
力学性能的研究表明,复合材料具有高强度、高模量和低密度的特点,适用于高强度和轻量化的领域。
热学性能的研究发现,复合材料具有良好的导热性能和热膨胀系数,适用于高温和隔热材料。
电学性能的研究显示,复合材料具有优异的导电性能和绝缘性能,适用于电子器件领域。
化学性能的研究表明,复合材料具有优异的耐腐蚀性能和耐化学试剂性能,可以应用于化学工业和制药工业等领域。
综上所述,《复合材料的制备方法及性能研究》这篇论文通过对复合材料的制备方法和性能研究进行全面深入的探讨,拓宽了复合材料研究的视野,为复合材料的应用和发展提供了重要的理论依据和技术支持。
第二篇论文的题目是《复合材料在航空航天领域的应用研究》。
这篇论文着重研究了复合材料在航空航天领域的应用。
航空航天领域对材料的要求非常高,需要具备较高的强度、刚度和耐热性。
传统的金属材料在这些方面存在一定的局限性,而复合材料正是满足这些要求的理想选择。
研究者在论文中详细阐述了复合材料在航空航天领域的两个关键应用:飞机结构和航天器热控制。
在飞机结构方面,研究者通过对比传统金属结构和复合材料结构的性能,发现复合材料具有更高的强度和刚度,并且重量更轻,能够显著降低飞机燃油消耗。
复合材料论文复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑领域等。
本文将从复合材料的定义、分类、制备工艺以及应用领域等方面进行探讨。
首先,复合材料的定义是指由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有优良的综合性能。
复合材料的组合可以是有机与无机材料的组合,也可以是不同种类的有机材料的组合,如树脂与纤维的组合。
由于复合材料具有优异的性能,如高强度、高刚度、耐腐蚀等特点,因此在航空航天、汽车制造、建筑领域有着广泛的应用。
其次,复合材料可以根据其组成材料的性质和相互作用的方式进行分类。
按照组成材料的性质,可以将复合材料分为纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料和层合复合材料。
而根据相互作用的方式,又可以将复合材料分为增强相和基体相。
不同种类的复合材料具有不同的特点和应用领域,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
复合材料的制备工艺主要包括预浸料法、手工层叠法、自动层叠法等。
预浸料法是将纤维材料浸渍在树脂基体中,然后在模具中进行成型。
手工层叠法是将预先浸渍好的纤维层手工层叠在一起,再进行固化成型。
自动层叠法则是利用机械设备进行自动层叠和成型。
不同的制备工艺适用于不同的复合材料,选择合适的制备工艺可以提高复合材料的生产效率和质量。
最后,复合材料在航空航天、汽车制造、建筑领域有着广泛的应用。
在航空航天领域,复合材料可以用于制造飞机机身、发动机部件等,能够减轻飞机的重量,提高飞行性能。
在汽车制造领域,复合材料可以用于制造车身、悬挂系统等部件,能够提高汽车的安全性和燃油经济性。
在建筑领域,复合材料可以用于制造建筑结构材料、装饰材料等,能够提高建筑的耐久性和美观性。
综上所述,复合材料具有优良的综合性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑领域。
通过对复合材料的定义、分类、制备工艺以及应用领域的探讨,可以更好地了解复合材料的特点和应用前景。
希望本文能够为复合材料的研究和应用提供一定的参考价值。
浅析复合材料专业复合材料产品设计能力提升方法研究摘要:南京工业大学复合材料与工程专业在课程设计、毕业实习和毕业论文的教学实践过程中,致力于复合材料产品设计工程师的培养,提出了新方法和新思路,研究探索并采取了一系列有效措施,如打通了各个教学环节将课程设计、毕业实习和毕业设计三个环节进行结合形成整体的复合材料产品设计,采用双师制进行教学,并注重加强复合材料产品设计过程的管理,显著提高了本专业毕业生复合材料产品设计能力。
关键词:复合材料产品设计提升方法当今时代是知识和信息快速发展的时代。
人们已经普遍认识到,现在的本科教学最重要的核心任务不是仅仅让学生记住教材上的知识点,而是培养学生“自主学习”的能力,具体来说就是培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力;培养学生进行文献调研了解学科领域研究现状、发现问题并提出问题推进科技发展的能力;培养学生创新能力、科研能力及实践能力等。
这样才能提高他们的就业竞争力。
那么如何提高他们的创新能力、科研能力及实践能力,最好的方法就是根据行业实际需求,将理论和实践相结合,在实践过程中发现问题进而寻求理论解决方案。
对于复合材料与工程专业学生也不例外,这就要求在认识实习、课程设计、毕业实习和毕业设计等实践环节中有所创新,结合复合材料行业需求,边实践边学习理论知识,进而提高其综合素质能力。
目前复合材料需求日益增长,亚洲尤其中国需求极为旺盛,中国的年均增长率已经达到15%。
目前复合材料全球总产量约为820万t,中国占16%。
2007年中国的玻璃纤维总产量为160万t,但用于玻璃钢(FRP)工业就已达到115.5万t;不饱和聚酯树脂的产量为135万t,而用于玻璃钢领域达68.8万t;胶衣树脂产量为15.87kt;乙烯基树脂产量为12.64kt。
建筑、汽车、风电等行业的快速发展将带动复合材料产业飞速发展,包括水槽、冷却塔和雷达罩等采用手糊工艺制造,其中冷却塔的年增长率为15%~20%。
《CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究摘要:本文主要研究了一种基于碳纳米管(CNTs)和铜(Cu)的复合材料制备方法,并对其性能进行了深入研究。
该复合材料结合了碳纳米管的优异性能和铜的导电性,具有良好的应用前景。
本文首先介绍了CNTs/Cu复合材料的制备方法和过程,然后探讨了其物理、化学和电学性能,并通过实验结果和数据分析,证实了该复合材料在特定领域的应用价值。
一、引言随着科技的进步和材料科学的发展,复合材料因其独特的性能在许多领域得到了广泛应用。
CNTs/Cu复合材料作为一种新型的复合材料,结合了碳纳米管和铜的优点,具有较高的强度、导电性和热稳定性。
因此,研究CNTs/Cu复合材料的制备方法和性能,对于拓展其应用领域具有重要意义。
二、CNTs/Cu复合材料的制备方法本研究所采用的CNTs/Cu复合材料制备方法主要包括以下几个步骤:1. 材料准备:准备所需的碳纳米管、铜粉和溶剂等原材料。
2. 混合与搅拌:将碳纳米管、铜粉和溶剂混合,并通过搅拌使其充分分散。
3. 加热与固化:将混合物加热至一定温度,使铜粉熔化并与碳纳米管形成紧密的结合。
4. 冷却与后处理:待复合材料冷却后,进行切割、研磨等后处理工序,得到所需的CNTs/Cu复合材料。
三、CNTs/Cu复合材料的性能研究1. 物理性能:通过扫描电子显微镜(SEM)观察CNTs/Cu复合材料的微观结构,发现碳纳米管在铜基体中分布均匀,形成了一种良好的网络结构。
这种结构使得复合材料具有良好的韧性和强度。
2. 化学性能:通过X射线光电子能谱(XPS)分析,发现CNTs/Cu复合材料具有良好的化学稳定性,能够在恶劣环境下保持其性能稳定。
3. 电学性能:通过电导率测试,发现CNTs/Cu复合材料具有较高的导电性。
碳纳米管的加入有效地提高了铜的导电性能,使得该复合材料在导电领域具有较好的应用前景。
四、实验结果与数据分析1. 制备工艺参数对CNTs/Cu复合材料性能的影响:通过改变制备过程中的温度、时间等参数,发现适当的工艺参数能够获得性能优异的CNTs/Cu复合材料。
复合材料毕业论文复合材料毕业论文随着科技的不断进步和工业的快速发展,复合材料作为一种新型材料,逐渐引起了人们的关注和重视。
复合材料由两种或两种以上的材料组成,通过复合工艺制成,具有优异的性能和广泛的应用领域。
本篇文章将从复合材料的定义、分类、制备方法以及应用前景等方面进行探讨。
首先,复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料。
这些材料可以是金属、陶瓷、塑料等,通过复合工艺将它们结合在一起,形成新的材料。
复合材料的组成可以是纤维增强材料和基体材料的组合,也可以是不同种类的纤维增强材料的组合。
复合材料的制备过程需要经过层压、注塑、浸渍等工艺,以保证材料的均匀性和稳定性。
其次,复合材料可以根据其组成和结构进行分类。
最常见的分类方式是根据增强材料的类型进行划分,包括纤维增强复合材料和片层增强复合材料。
纤维增强复合材料是指将纤维材料(如玻璃纤维、碳纤维等)与基体材料(如树脂、金属等)结合在一起制成的材料。
片层增强复合材料则是指将两种或两种以上的材料通过层压工艺结合在一起,形成多层结构的材料。
然后,复合材料的制备方法有多种。
其中,最常用的方法是层压法和注塑法。
层压法是将预先制备好的纤维增强材料和基体材料按照一定的比例叠加在一起,然后通过热压或冷压的方式加固,使其形成坚固的复合材料。
注塑法则是将纤维增强材料和基体材料混合后,通过注塑机将混合物注入模具中,经过加热和冷却后形成所需的复合材料。
最后,复合材料在各个领域都有广泛的应用前景。
在航空航天领域,复合材料可以用于制造飞机的机身、翼面等部件,具有重量轻、强度高的特点,可以提高飞机的性能和燃油效率。
在汽车工业中,复合材料可以用于制造车身和零部件,可以减轻汽车的重量,提高车辆的燃油经济性和安全性。
此外,复合材料还可以应用于建筑、电子、医疗等领域,为各行各业带来更多的发展机遇。
综上所述,复合材料作为一种新型材料,具有广泛的应用前景和发展空间。
通过深入研究和不断创新,我们可以进一步发掘复合材料的潜力,为各个领域的发展做出更大的贡献。
中空玻璃微球增强轻质复合材料的研究进展金奇杰(南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009)摘要:中空玻璃微球以其优异的增强效果、轻质高强的特点及其它优良的物理化学性能受到了国内外学术界的广泛关注。
详细综述了中空玻璃微球表面改性等方面的研究进展,并介绍了中空玻璃微球的增强机理和对中空玻璃微球的初步设想,以及展望了中空玻璃微球的发展趋势和前景。
关键词:中空玻璃微球;表面改性;轻质复合材料;增强中图分类号:TQ323文献标志码:A1.引言复合材料已广泛应用于航空、建筑、汽车等领域。
复合材料密度普遍比较高,树脂基复合材料密度虽然比较低,一般也超过1.5g/cm3。
现有复合材料内部多为实心结构,其在隔热、隔音、减震等方面的效果并不理想。
为了降低复合材料的密度,改善其某些性能,使其轻质高强的特点达到最大化,中空玻璃微球增强复合材料受到人们越来越多的关注。
中空玻璃微球以其轻质、高强、隔热、耐腐蚀等多种优良特性不仅成为了轻质复合材料的关键填料,而且也可以作为特殊功能材料,在航空航天[1]、深海探测[2]、核聚变[3]、贮氢[4]、药物诊断[5]等方面有着大量的应用。
通过调节中空玻璃微球的结构、尺寸等基本特性,可以实现其增强复合材料对光、热、电和磁等性质的大范围裁剪,再加上相对较低的密度和较高的比表面积,中空玻璃微球增强复合材料的应用前景将非常乐观。
2.增强机理关于中空玻璃微球的增强机理,大多数学者的研究表明:(1)对于力学性能来说,中空玻璃微球的比表面积相对较大,从而与复合材料基体的接触面积也增大,可以形成更多的物理和化学交联点。
当复合材料受到冲击破坏时,诱发的微裂纹容易遇到玻璃微珠而终止,即中空玻璃微球会吸收、消化冲击强度,从而达到提高其力学性能的目的;(2)对于热学性能来说,随着中空玻璃微珠的加入,交联密度增大,使得玻璃化温度升高,提高体系的耐热性,增大复合材料的应用温度范围。
另外,由于玻璃微球是中空结构,内部只含有非常少量的气体,其导热系数就很小,也就是说玻璃微球的热导率与其增强的复合材料的热导率有比较大的差值,这也是中空玻璃微球增强复合材料具有隔热效果的原因之一。
3.表面改性中空玻璃微球属于无机非金属材料,其极性与复合材料基体一般相差较大,两者的相容性差,如果直接在复合材料基体中填充中空玻璃微球或者填充量过大,容易导致复合材料的性能下降,因此,中空玻璃微球在填充前一般会进行表面改性处理,这对于改善复合材料的性能非常关键。
收稿日期:Received date:基金项目:First author:第一作者:Email:通讯作者:Telephone:3.1偶联剂表面改性偶联剂表面处理是中空玻璃微球目前最主要的方法。
未用偶联剂表面改性的中空玻璃微球与复合材料基体相容性差,两者之间容易形成比较清晰的界面,而偶联剂(以硅烷偶联剂为例)上的烷氧基能与溶剂中的水反应,水解生成硅醇,然后这些硅醇和微珠表面的羟基反应,生成烷氧结构并脱水,形成硅氧键结合,从而使中空玻璃微球与复合材料基体之间形成稳定的包覆层,结合更加紧密。
白战争等[6]制备了空心玻璃微珠/环氧复合材料,并通过力学性能、固化收缩率等测试研究了空心玻璃微珠中硅烷偶联剂处理对树脂以及固化性能的影响。
结果表明,硅烷偶联剂改善了空心玻璃微珠与树脂的相容性,复合材料的拉伸性能也得到了相应的提高。
该方法简单、方便,可提高微球与复合材料基体之间的相容性,但由于难以形成良好的界面层,应力传递不太理想,所以复合材料性能改善幅度有限。
3.2表面接枝表面接枝就是利用化学或其它手段引发高分子链接到中空玻璃微球表面的方法。
它通常是在微球表面先引入具有引发活性的活性种或可聚合的基团,然后进行接枝反应。
Liu等[7]以天然产物壳聚糖为改性物,通过表面接枝的方法制备了复合玻璃微球。
他们先用碱液处理玻璃微球,然后利用氨基丙基三乙氧基硅烷与微球表面羟基的反应引入氨基,再将其与戊二醛反应得到表面带有醛基的改性微球,最后利用壳聚糖与醛基的Schiff反应,制备出表面接枝壳聚糖的玻璃微球。
Slomkowski等[8]研究小组则以中空玻璃微球为载体,实现了对其表面从分子、大分子级别到微观形态的控制。
他们主要是以 -氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂为起始的表面改性剂,先在玻璃微球表面引入氨基,然后利用醛基与氨基的Schiff反应,将带有醛基高分子接枝于其上。
这样不但能制备出表面接枝树形高分子的复合微球,也能将聚苯乙烯-二乙烯基苯-丙烯醛微球接枝在微球表面。
国内,潘顺龙[9]等通过接枝聚苯乙烯对中空玻璃微球进行表面处理,并采用SEM、IR、热失重等方法分析了反应条件对接枝的影响。
结果表明,接枝反应过程中提高反应温度、延长反应时间有利于接枝率的提高,但温度过高会加速单体自聚,降低接枝率,接枝处理后。
随着聚合物层的增厚,中空玻璃微球表面缺陷减小,破损率降低,抗压强度得到一定程度的提高。
表面接枝处理方法可通过接枝不同聚合物、不同接枝率有效调节界面层,与偶联剂表面改性相比,是一种更为理想的表面改性方法。
但接枝过程中,由于中空玻璃微球是一种密封球壳体,壳壁非常薄(亚微米或微米级),因此,处理温度、处理时间等条件对球体的抗压强度、表面状况等都有明显影响,从而影响复合材料的最终性能。
3.3表面镀膜表面镀膜的方法很多,主要有化学镀、气相沉积、真空溅射等。
其中,化学镀方法因简单、方便,成为玻璃微球表面镀膜最常用的方法。
化学镀就是指在不通电的情况下,利用氧化还原反应在具有催化表面的玻璃微球上沉积纳米颗粒膜。
典型的制备过程如下:化学清洗、水洗、敏化、活化、还原。
Kima[10]就利用化学镀的方法将Co-Fe膜镀在中空玻璃微球表面。
化学镀过程中影响因素较多。
研究结果表明[11],镀液PH值、稳定剂用量、玻璃微球装载量等都能影响镀膜效果。
偶联剂预处理也有利于增加玻璃微球表面活性点,提高金属镀层的沉积。
化学气相沉积法(CVD)也是玻璃微球常用的镀膜方法。
唐耿平等[12]采用该方法对空心玻瑞微球进行表面镀铁。
他们以液态Fe(CO)5为原料,利用其在155℃以上大量分解的特性,通过预先加热空心微球,使其表面温度远高于Fe(CO)5分解温度,由此气化的Fe(CO)5就会在微球表面热分解成Fe 原子和CO气体。
Fe原子自由结合形成数目众多的小晶核,随着反应的进行,逐渐形成具有一定厚度的铁薄膜。
除上述方法外,李寅彦等[13]还采用直流磁控溅射法对中空玻璃微球进行表面处理,获得金属Ni包覆的复合微球。
总的来说,中空玻璃微球表面镀膜可以使复合材料具有某些特殊功能,如吸波材料、磁流体,进一步扩展其功能特性。
3.4表面沸石化由于沸石晶体独特的微孔结构、高水热稳定性、高择形性和良好的离子交换性,因此以之为球壳的空心微球将为催化、吸附和离子交换领域提供新材料,而且有望被用于存储以及缓释微胶囊等领域。
沸石空心球可以通过层叠层将沸石组装到高聚物球形模板的表面,然后除去模板获得。
这种方法由于需要大量的高聚物作模板,成本较高,并且在高聚物球形模板去除过程中也会遇到环境问题,因而在实际应用中会有一定限制。
以粉煤灰空心玻璃微球为原料,通过表面沸石化的方法进行合成不但可以解决其制备成本问题,而且可以有效做到“变废为宝”,减少粉煤灰的污染问题。
王德举等[14]采用晶种静电吸附-诱导转化技术,利用水热反应,成功地将选自工业废弃物粉煤灰的空心微球表面转化为沸石层,得到复合的空心玻璃微球。
其具体制备过程如下:将粉煤灰微球分别在阳离子聚二甲基二异丙基氯化铵(PPDA)和阴离子聚对磺酸基苯乙烯(PSS)的溶液中按PDDA/PSS/PDDA的顺序交替吸附,使微球表面带均匀分布的正电荷,然后在FAU或者LTA沸石胶体溶液中吸附一层沸石,得到晶种修饰微球,最后再将沸石晶种修饰的微球与NaOH溶液混合置于密封反应釜中,在一定温度下进行水热反应,从而制备出表面沸石化的玻璃微球。
针对水热法制备过程中产率较低、易形成溶剂废液的缺点,Park等[15]尝试采用融盐法合成该复合微球。
主要是将粉煤灰玻璃微球与融盐混合物一起进行热处理,无需加水就可使其转变为表面为钙霞石和方钠石的沸石复合微球。
4.对于玻璃微球的初步设想中空玻璃微球增强复合材料的作用在一定程度受限于其体积填充率。
一般来说,当中空玻璃微球的体积含量增大时,复合材料的阻热性能,抗压性能等会有所提高,但体积含量增大的同时也意味着复合材料内部缺陷的增多,导致材料的某些性能会有所下降,且中空玻璃微球的极限填充率在60%-70%之间。
虽然纤维与玻璃微球同时增强复合材料可以改善因为纯中空玻璃微球增强复合材料带来的问题,但是玻璃微球的极限填充率也会随之下降。
针对以上问题,本文作者初步提出一个构想:将纤维与中空玻璃微球首先结合在一起,即纤维与中空玻璃微球的一体化,然后将纤维与中空玻璃微球的结合体增强复合材料。
中空玻璃微球与纤维一体化可以仿造蜘蛛丝的微观结构,如图1和图2所示:图1蜘蛛丝微观结构图图2蜘蛛丝的微观结构图、用纤维连接玻璃微球或者直接将中空纤维仿制成图2所示。
这样的结合体既可以拥有纤维的增强体作用,也可以兼有中空玻璃微球的作用,并且可以比纤维与中空玻璃微球同时增强有更大的填充率,充分利用复合材料的内部空间。
5.展望中空玻璃微球作为一种新型的无机非金属材料,由于综合性能优异,在众多领域已得到大量应用。
但由于受制备条件限制,大多数研究无法对中空玻璃微球的组成进行控制,尤其是与改性直接相关的表面特性,很难实现对复合微球性能的真正化学剪裁。
因此,如果能从源头,即微球的制备控制入手开展相关研究,必然可获得更为理想的结果。
参考文献[1]Geleil A S,Hall M M,Shelby J E.Hollow glass microspheres for use in radiation shielding[J].J Non-Crystalline Solids,2006,352:620.[2]孙春宝,邢奕,王啟锋.空心玻璃微珠填充聚合物合成深海高强浮力材料[J].北京科技大学学报,2006;28(6):554.[3]邱龙会,傅依备,魏芸,等.液滴法之恶必空心玻璃微球的模拟计算[J].强激光与粒子束,2002,14(3):397.[4]Schmitt M L,Shelby J E,Hall M M.Preparation of hollow glass microspheres from sol-gel derived glass for application in hydrogen gasstorage[J].J Non-Crystalline Solids,2006,352:626.[5]潘顺龙,张敬杰,等.空心玻璃微球表面功能话及其应用研究进展[J].材料导报,2007,11(21):76−79.[6]白战争,赵秀丽,罗雪方,等.空心玻璃微珠/环氧复合材料的制备及性能研究[J].热固性树脂,2009,24(2):32−35.[7]Liu X D,Tokura S,et al.Surface modification of nonporous glass beads with chitosan and their adsorption property for transition metal ions[J].Carbohydr Polym,2002,49:103.[8]Slomkowski S,Miksa B,Chehimi M M,et al.Inorganic organic systems with tailored properties controlled on molecular,macromolecular andmocroscopic level[J].Reac Funct polym,1999,41:45.[9]潘顺龙,张敬杰,等.空心玻璃微球表面接枝聚苯乙烯及其性能研究[J].材料科学与工艺,2009,17(6):845−847.[10]Kima S S,Kima S T,Ahnb J M,et al.Magnetic and microwave absorbing properties of Co-Fe thin films plated on hollow ceramicmicrospheres of low density[J].J Magn Magn Mater,2004,271:39.[11]王宇,张骁勇,毛丽,等.空心玻璃微珠化学镀银的研究[J].材料科学与工程学报,2004,22(5):753.[12]唐耿平,程海峰,赵建峰,等.空心微珠表面改性及其吸波特性[J].材料工程,2005,(6):11.[13]李寅彦,毛昌辉,杨志民,等.空芯玻璃微球表面改性及其介电性能研究[J].稀有金属,2005,29(3):257.[14]王德举,唐颐,董安钢,等.粉煤灰空心微珠沸石化制备复合空心球[J].化学学报,2003,61(9):1425.[15]Park M,Choi C L,Lim W T,et al.Molten-salt method for the synthesis of zeolitic materials.I.Zeolite formation in alkaline molten-saltsystem[J].Micro Meso Mater,2000,37:91.。