复合材料学报杂志

复合材料学报杂志2018年第9期

• 微胶囊型自愈合聚合物基复合材料研究进展

  申薛靖, 刘科海, 高东岳, 孙涛, 杨雷, 武湛君,

  自愈合材料是一种可以模仿生物体自行愈合的新型智能材料，具有广泛的应用前景。微胶囊型自愈合聚合物基复合材料是近年来复合材料自愈合方法领域内的研究热点之一。本文对目前聚合物基复合材料自愈合方法进行了综述，着重介绍了微胶囊型自愈合聚合物基复合材料的自愈合概念和机制、微胶囊结构及其技术发展状况，并详细介绍了微胶囊的芯材、壁材、自愈合基体材料及微胶囊临界应力等因素对复合材料自愈合性能的影响，以及自愈合效率的评估方法。最后讨论了微胶囊型自愈合聚合物基复合材料的发展趋势和面临挑战。

• 球磨共混制备优异抗原子氧性能的氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜

  徐博, 陈妍慧, 茹煊赫, 雷星锋, 张秋禹,

  通过简单的机械共混（球磨共混）和高温压制的方法，制备了一系列具有良好抗原子氧（AO）性能的氧化石墨烯/聚酰亚胺（GO/PI）复合薄膜。微量（0.5wt%） GO的引入可使GO/PI复合薄膜的抗AO性能提高17.9%。同时，含0.5wt% GO的GO/PI复合薄膜也表现出良好的热稳定性能和力学性能。热重分析表明，含0.5wt% GO的GO/PI复合薄膜在质量损失为5%时的温度（<em>T</em>_d5）为519.4℃，比纯PI薄膜高14.7℃；拉伸强度为111.9 MPa，杨氏模量为2.1 GPa，与纯PI薄膜相比，分别提高了4.3 MPa和0.1 GPa。与传统的原位聚合法相比，机械共混-高温压制的方式更易于操作和控制，使具有优异综合性能的GO/PI复合薄膜的大规模量产成为可能。

• 改性石墨烯/聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)复合材料薄膜的制备与性能

  欧文军, 冯锐, 柳扬, 吴永忍, 熊传溪, 董丽杰,

  采用改进Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化和超声剥离处理制备氧化石墨烯（GO），将十三氟辛基三乙氧基硅烷（FAS）与GO反应并还原得到FAS修饰的还原氧化石墨烯（FAS-RGO）。利用溶液涂覆成膜工艺制得FAS-RGO/聚（偏二氟乙烯-共-六氟丙烯）（P（VDF-HFP））复合材料。采用FTIR、XPS、XRD、Raman和TEM表征了FAS-RGO的结构与形貌，同时研究了FAS-RGO用量对FAS-RGO/P（VDF-HFP）介电性能的影响。结果表明：FAS包覆在RGO的表面，有效解决了RGO容易团聚的问题，并且FAS的引入提高了RGO与P（VDF-HFP）的界面结合，改善了RGO在P（VDF-HFP）中的分散性，FAS-RGO还能提高P（VDF-HFP）的结晶性，促进形成β晶型。当FAS-RGO的体积分数为1.6vol%、在100 Hz频率时，FAS-RGO/P（VDF-HFP）复合材料的介电常数为62，较纯P（VDF-HFP）提高了5.2倍，同时FAS-RGO/P（VDF-HFP）复合材料的介电损耗较低。

• 纳米SiO₂接枝硬脂酸甘油酯型流滴剂/辐照聚乙烯复合材料的制备及其性能

  杨历川, 郭其阳, 褚明, 李文斐, 姚占海,

  通过表面接枝技术将硬脂酸甘油酯型流滴剂（B）接枝到纳米SiO₂（nano SiO₂）表面，制得了nano SiO₂接枝B的接枝物（nano SiO₂-g-B）；将nano SiO₂-g-B与预辐照聚乙烯（ir-LLDPE）熔融挤出接枝，制备了nano SiO₂-g-B/ir-LLDPE复合材料。利用FTIR、SEM、DSC和加速流滴等对材料的结构和性能进行了表征。结果表明：nano SiO₂-g-B/ir-LLDPE复合材料的熔融温度和结晶温度降低，其力学性能较ir-LLDPE没有较大的变化；与普通共混的方法相比，nano SiO₂接枝流滴剂方法制备的nano SiO₂-g-B/ir-LLDPE复合材料薄膜的流滴期最高可延长6天，达到25天，是相同条件下普通商用流滴剂薄膜的1.47倍。

• 功能化石墨烯-SiO₂协同增强增韧聚丙烯复合材料的制备与性能

  王正君, 肖文强, 陈林, 黄欢, 刘胜明, 蔺海兰, 卞军, 鲁云,

  先采用溶胶-凝胶法制备了氧化石墨烯（GO）-SiO₂杂化材料，再与聚丙烯（PP）进行熔融共混制备了GO-SiO₂/PP复合材料。分别采用FTIR、XRD、XPS、DSC、SEM、动态热机械分析（DMA）、拉伸及冲击等测试手段对填料及GO-SiO₂/PP复合材料的结构与性能进行了表征。FTIR和XPS分析表明，GO已经成功获得功能化。力学性能测试结果证实，GO-SiO₂对PP基体具有良好的强韧化协同改性作用，且优于SiO₂/PP及GO/PP复合材料体系。固定GO-SiO₂中GO与SiO₂的质量比为1∶1，当填料GO-SiO₂的质量分数为0.1wt%时，GO-SiO₂/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为38.9 MPa和7.6 kJ/m²，与纯PP基体相比分别提高了29.4%和66.3%。DSC测试表明，GO-SiO₂/PP复合材料中PP的熔融温度和结晶温度分别为167.4℃和111.7℃，与纯PP相比分别提高了4.7℃和5.2℃。DMA测试表明，GO-SiO₂的加入使GO-SiO₂/PP复合材料的储能模量增大，损耗模量峰向更高温度移动。SEM观察表明，当加入少量的GO-SiO₂时，填料能均匀的分散在基体中，但GO-SiO₂过多时，则容易形成团聚。

• 静电纺定向纳米纤维素-碳纳米管/聚乙烯醇复合纤维导电膜及性能

  韩景泉, 王思伟, 岳一莹, 王慧祥, 徐信武,

  利用纤维素纳米晶须（CNCs）搭载碳纳米管（CNTs）在水相中形成均一稳定的纳米CNCs-CNTs导电复合物，并将其均匀分散于聚乙烯醇（PVA）基体中制得纺丝液，采用静电纺丝技术制备纤维定向排列的CNCs-CNTs/PVA复合导电膜。结果表明：CNCs-CNTs增强了纤维膜热力学性能，并赋予其导电功能；纤维的定向排列显著提高了膜的力学性能；随CNTs含量增加，纺丝液电导率和黏度提高，纤维直径减小；当CNCs和CNTs与PVA的质量比分别为8.0%和1.0%时，CNCs-CNTs/PVA的纤维直径、拉伸强度和电导率分别可达182 nm±35 nm、15.99 MPa±1.25 MPa和0.12 S/m±0.01 S/m；当电流密度为0.2 A/g时，其比电容可达127.1 F/g，且经过1 500次充放电循环后电容量仍保持在83.14%。基于导电膜优良的力学性能、热稳定性和导电性，CNCs-CNTs/PVA导电膜有望应用于可折叠超级电容器、柔性传感器和柔性电极材料等领域。

• 木质素磺酸钠/三聚氰胺甲醛微球泡沫的制备及表征

  尹伟明, 蒋金婷, 樊星, 郭元茹, 韩世岩,

  利用价格低廉的木质素磺酸钠作为添加剂，制备了具有微球结构的木质素磺酸钠/三聚氰胺甲醛（LS/MF）微球泡沫。采用FTIR研究了微球泡沫固化过程中时间的变化，分析其固化过程，并结合理论计算分析了LS与MF的交联反应机制，研究了LS的添加含量对所制备的LS/MF微球泡沫性能的影响，利用SEM分析了LS/MF微球泡沫的微观形貌。研究表明：添加LS制备的泡沫微球尺寸均匀，直径在3 μm左右，并具有二级结构，大的微球表面有大量的200 nm左右的小微球粒子产生；LS含量为15wt%时，所制备的LS/MF微球泡沫的性能最佳，此时LS/MF泡沫的导热系数低至0.0216 W（mK）^-1，比未添加LS的MF泡沫降低了20%。因此，利用LS替代多聚甲醛制备的LS/MF微球泡沫具有更优异的保温性能，且方法简单，成本低廉，具有潜在的应用前景。

• 甘蔗渣的改性方法对甘蔗渣/聚乳酸复合材料结构与性能的影响

  洪浩群, 刘灏, 张海燕,

  采用碱处理、硅烷偶联剂及碱处理后再硅烷偶联剂等方法改性甘蔗渣（BF），将改性后的BF与聚乳酸（PLA）共混制备BF/PLA复合材料。采用TGA、FTIR和SEM分析研究BF/PLA复合材料的热稳定性；分别采用Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法和Kissinger法研究BF/PLA复合材料的热分解动力学。结果表明，BF/PLA复合材料的热稳定与BF的结构及BF/PLA复合材料的界面相容性有关。碱处理使BF原纤化，降低BF的耐热性，不利于BF/PLA复合材料热稳定性及力学性能的提高；硅烷偶联剂改性可以改善BF与PLA的界面相容性，有助于提高BF/PLA复合材料的热稳定性。FWO法与Kissinger法计算得到的热分解活化能较一致，说明这两种方法都适合研究BF/PLA复合材料的热分解动力学。在所对比的BF/PLA复合体系中，硅烷偶联剂改性的BF/PLA复合材料热分解活化能最高、力学性能最佳，碱处理后再硅烷偶联剂改性的BF/PLA复合材料次之。

• 纳米碳形貌对纳米碳/聚乙烯导电复合材料性能的影响

  彭勃, 夏帆, 刘日杰, 朱爱萍,

  分别以纺锤形碳酸钙表面改性的二维片状石墨烯微片（CGM）和多壁碳纳米管（MWCNTs）作为导电剂填充改性聚乙烯（PE）制备导电复合材料。重点研究了二维或一维纳米碳/PE复合材料形成导电网络时力学与电学性能。CGM/PE或MWCNTs/PE复合材料达到抗静电要求时CGM的质量分数为8wt%，而MWCNTs的质量分数为1wt%。填充8wt% CGM的复合材料表现出优异的综合性能，而填充0.5wt% MWCNTs的复合材料综合力学性能达到最大值还未能达到抗静电要求，达到抗静电要求时MWCNTs/PE复合材料的综合力学性能出现下降趋势。通过形貌及流变学分析了复合材料不同的力学与电学性能的微观作用因素。CGM/PE复合材料流变渗流阈值与导电渗流阈值存在比较好的相关性，MWCNTs/PE复合材料达到流变渗流阈值还不能形成导电网络。结果表明，与二维CGM相比，一维MWCNTs不易均匀分散于聚合物基体中，并降低MWCNTs/PE复合材料的力学性能。

• 电场诱导多壁碳纳米管有序排列对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料性能的影响

  李长青, 董怀斌,

  采用交流（AC）电场诱导法制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）均匀分散且定向有序排列的MWCNTs/环氧树脂复合材料。采用SEM、偏振拉曼光谱等研究了电场强度、MWCNTs含量、加电时间及温度（黏度）等因素对MWCNTs定向排列的影响，讨论了MWCNTs有序排列对MWCNTs/环氧树脂复合材料电学和力学性能的影响。结果表明：MWCNTs沿电场方向有序排列；MWCNTs/环氧树脂复合材料施加AC电场后的拉曼强度明显高于未施加电场的情况；当MWCNTs含量从0wt%增加到0.025wt%时，MWCNTs/环氧树脂复合材料导电率从2.3×10^-12 S/cm增加到1.3×10^-8 S/cm，增加了约4个数量级；MWCNTs含量为2.5wt%时，MWCNTs/环氧树脂复合材料拉伸强度提高了26.3%。

• 纳米SiO₂/聚苯硫醚和SiO₂-玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料的性能

  樊星, 陈俊林, 王凯, 肇研,

  利用纳米SiO₂改性聚苯硫醚（PPS）树脂及玻璃纤维（GF）/PPS复合材料，探究纳米SiO₂对PPS树脂及GF/PPS复合材料性能的影响规律。采用熔融共混工艺制备纳米SiO₂/PPS树脂，并采用热压成型方法制备纳米SiO₂-GF/PPS复合材料，利用SEM、DSC、DMA和力学测试表征不同纳米SiO₂含量的SiO₂/PPS和SiO₂-GF/PPS复合材料。结果表明：纳米SiO₂通过熔融共混工艺能够均匀分散在PPS基体中，并提高PPS结晶度和弯曲性能。添加1wt%纳米SiO₂有效提高了GF/PPS复合材料的力学性能：层间剪切强度提高49.4%，弯曲强度提高30.6%，弯曲模量提高14.6%。纳米SiO₂的添加可以提高GF/PPS复合材料的玻璃化转变温度，同时纳米SiO₂能够改善树脂基体韧性并阻碍裂纹的扩展。

• 硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的防腐性能

  贾涉, 姚正军, 张莎莎, 杜文博,

  为实现纳米TiO₂颗粒的均匀分散，首先对纳米TiO₂进行硅烷改性，再通过溶液共混法制备出不同纳米TiO₂添加量的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧复合涂层。研究了纳米TiO₂与Zn-Al片层粉在涂层中的综合作用。利用XRD和FTIR分析涂层的物相组成和组织结构，SEM和EDS表征涂层表面的微观形貌和元素组成，采用极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的耐腐蚀性能。EDS和FTIR表明，经改性的纳米TiO₂均匀分散于涂层中，纳米TiO₂与环氧树脂的枝联作用使涂层更加致密。EIS结果显示，由于Zn-Al片层粉与纳米TiO₂的枝联和填充作用，使添加纳米TiO₂的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层腐蚀行为较未添加纳米TiO₂时有所减缓。当纳米TiO₂添加量增加到4wt%时，硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的腐蚀电流密度为9.86×10^-6 A/cm²，比未添加纳米TiO₂的涂层高一个量级。

• Al(H₂PO₂)₃/聚氨酯弹性体复合材料的制备及阻燃性能

  唐刚, 周子健, 王浩, 陈均, 黄新杰, 刘纯林,

  采用熔融共混技术，将Al（H₂PO₂）₃引入聚氨酯热塑性弹性体，制备了一系列次磷酸铝/聚氨酯弹性体复合材料（Al（H₂PO₂）₃/TPU）。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热测试、TG和SEM研究了Al（H₂PO₂）₃对Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料阻燃性能及热稳定性的影响，采用力学测试研究Al（H₂PO₂）₃对其力学性能的影响。阻燃测试表明，Al（H₂PO₂）₃可以有效提高Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料的阻燃性能。当Al（H₂PO₂）₃添加量为20wt%时，Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料UL-94级别达到V-0级，LOI达到30.5vol%。热重测试表明，Al（H₂PO₂）₃的加入会导致复合材料热分解温度降低，但其残炭率有明显升高。锥形量热测试表明，Al（H₂PO₂）₃的加入有效降低复合材料热释放速率峰值（pHRR）和总热释放（THR），并明显提高其火灾安全性能，其中20wt% Al（H₂PO₂）₃/TPU的pHRR和THR相对纯TPU分别下降65.7%和20.2%。SEM表明，Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料炭渣致密性有明显提高。在此基础上，采用TGA-FTIR联用分析Al（H₂PO₂）₃/TPU复合材料阻燃机制，研究发现，Al（H₂PO₂）₃在燃烧过程中可以有效促进TPU裂解产物成炭，降低可燃性气体生成量，从而提高复合材料阻燃性能。

• MgO-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯复合材料的阻燃性能

  郭福全, 谢富春, 余东升, 李行, 刘继纯,

  通过熔融混合方法把MgO和（或）微胶囊红磷（MRP）加入高抗冲聚苯乙烯（HIPS）基体中制备了一系列不同组成的MgO-MRP/HIPS复合材料。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热分析、TGA、SEM、XRD、FTIR等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明，MgO和MRP单独使用时对HIPS的阻燃作用较小，但是当二者以适当比例共同使用时对HIPS有明显的协同阻燃作用。当MgO∶MRP∶HIPS的质量比为35∶15∶100时，复合材料的LOI为24.7%，UL-94级别达到V-0级，热释放速率和总热释放量显著降低，表现出良好的阻燃性能。MgO-MRP/HIPS复合材料在无氧条件下热分解时，MgO、MRP与HIPS之间无相互作用。但是，在空气中热分解或燃烧时，MgO和MRP均能够促进HIPS成炭。MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时能够在材料表面生成连续致密的炭层，起到防火屏障作用，提高材料的阻燃性能，燃烧残余物主要由结晶性MgO和含磷的无定形碳组成。此外，MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时MRP在气相也起到了一定的阻燃作用。

• 苯甲酸功能化石墨烯-Al(OH)₃协同阻燃聚丙烯

  王娜, 王树伟, 陈俊声, 王升,

  以氧化石墨（GO）为原料，制备了苯甲酸功能化石墨烯（BFG），采用IR和XRD对BFG结构进行了表征。再将BFG作为阻燃协效剂添加到Al（OH）₃/聚丙烯（PP）中，研究不同质量比的BFG与Al（OH）₃对PP材料阻燃和力学性能的影响。通过对阻燃BFG-Al（OH）₃/PP复合材料进行极限氧指数（LOI）测试、热失重分析、锥形量热分析、拉伸测试及残炭SEM分析，考察BFG-Al（OH）₃/PP复合材料的阻燃性能和力学性能。研究结果表明，与其他阻燃PP相比，1.5wt% BFG-38.5wt% Al（OH）₃/PP的阻燃和力学性能最佳，LOI可达到24.6%，拉伸强度为20.64 MPa，且其热释放速率峰值和总热释放量比纯PP分别降低了51.5%和18.6%。

• 单向碳纤维/环氧树脂预浸料热解特性

  徐艳英, 杨扬, 张颖, 王志,

  通过热重实验研究了单向碳纤维/环氧树脂预浸料的热解性能，利用FESEM测试分析了单向碳纤维/环氧树脂预浸料的热解残留物的形貌特征，得到其热解反应过程的物质参与。研究结果表明，单向碳纤维/环氧树脂预浸料的热解反应在空气中分为三个阶段，其中第一、二阶段是环氧树脂基体的热解，第三个阶段是碳纤维的热解。不同形态的单向碳纤维/环氧树脂预浸料在不同加热速率下的热解规律：随加热速率的增加，每个阶段的初始分解温度、反应最终温度及最大失重速率温度均向高温方向移动，热解温度范围逐渐扩大，质量损失明显增加。在相同的升温速率下，块状的单向碳纤维/环氧树脂预浸料相对于其粉末材料的热解时间较长，每个阶段的热解温度较高。

• 国产聚丙烯腈基高强高模碳纤维电化学氧化表面处理工艺

  乔伟静, 田艳红, 张学军,

  以国产聚丙烯腈（PAN）基M55J级碳纤维（CF）为研究对象，首先在不同电解液体系中进行循环伏安多重扫描，比较其氧化能力的差异，进行电解液的筛选。然后用最佳电解液对CF进行恒流连续氧化处理，通过Raman光谱、XPS和SEM的表征，研究了电化学氧化对高强高模CF表面结构及化学组成的影响，并通过测试CF束丝拉伸性能及其与树脂结合后的层间剪切强度对CF的力学性能进行了表征。研究结果表明，NH₄HSO₄电解质溶液对CF进行表面处理时，其刻蚀能力最强，可以有效改善其表面活性，增大其表面粗糙度和含氧官能团数量。采用0.6 mol/L的NH₄HSO₄电解液体系，在1 mAcm^-2电流密度下对CF进行阳极氧化，CF与树脂间的层间剪切强度比未处理提高了164%，同时CF的拉伸强度略有提高，模量无明显变化。

• 基于微波固化工艺的碳纤维T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学

  李自强, 湛利华, 常腾飞, 刘桂铭, 李树健,

  针对微波固化工艺下的碳纤维（T800）/环氧树脂复合材料的固化反应行为，运用非等温差示扫描量热（DSC）法，研究了T800/环氧树脂复合材料的固化反应放热过程。基于Kamal动力学模型，采用粒子群全局优化算法，拟合得到了纯微波固化工艺及高压微波固化工艺的T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学方程，通过实验验证，该方程能够很好地描述T800/环氧树脂复合材料微波固化反应动力学行为。并系统对比研究了不同固化工艺方法对T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学的影响。结果表明：相比传统热固化工艺，微波固化工艺能够有效提高T800/环氧树脂复合材料的固化反应速率并降低其固化反应的活化能，同时固化压力的引入对T800/环氧树脂复合材料的固化反应有一定的促进作用。

• 纳米Sb₂O₃增强聚丙烯基复合材料力学性能

  徐建林, 赵金强, 牛磊, 杨文龙, 刘晓琦, 康成虎, 马冰雪,

  通过球磨分散法和熔融共混法制得纳米Sb₂O₃/溴化环氧树脂-聚丙烯（BEO-PP）阻燃复合材料试样。采用XRD、DSC、拉伸和冲击性能测试，研究了纳米Sb₂O₃/BEO-PP阻燃复合材料的力学性能及其增强机制。研究结果表明：采用球磨法改性后的纳米Sb₂O₃颗粒在PP基体中的分散性和黏结性能得到明显改善；纳米Sb₂O₃颗粒的加入可改善PP基复合材料的强韧性；随着纳米Sb₂O₃质量分数的升高，纳米Sb₂O₃/BEO-PP复合材料的力学性能呈现出先升后降的趋势，PP基体的结晶度逐渐增高；当纳米Sb₂O₃颗粒添加量为2wt%时，纳米Sb₂O₃/BEO-PP复合材料表现出优异的综合性能。

• 微注射成型高密度聚乙烯-线性低密度聚乙烯共混物的微结构及力学性能

  石素宇, 赵康, 辛长征, 肖东生, 郑国强,

  为提高线性低密度聚乙烯（LLDPE）的拉伸强度和模量，扩大其应用领域，将三种不同相对分子质量的高密度聚乙烯（HDPE）分别与LLDPE共混，通过微注射成型技术制备HDPE-LLDPE制品。综合利用DSC、广角X射线衍射（WAXD）、小角X射线散射（SAXS）和拉伸性能测试研究了共混物在微注射成型过程中的结构演化及力学性能。拉伸测试结果表明，与纯LLDPE相比，HDPE-LLDPE的拉伸强度和模量随HDPE分子量的增加而增加。微结构分析结果显示，随HDPE分子量的增加，HDPE-LLDPE制品的分子链和片晶取向度增大、结晶度增加，且制品内形成了较多取向的Shish-Kebab晶体结构。通过分析微结构的表征结果，解释了HDPE-LLDPE的拉伸强度和模量显著提高的原因。

• 热压烧结镀Cr碳纤维/Cu复合材料的制备及热性能

  张昊明, 赵永涛, 张红松, 汤安, 晁明举,

  采用热压法将拥有超高导热率和负热膨胀系数（CTE）的中间相沥青基短碳纤维（CF_s）与Cu复合，并利用化学气相沉积技术对CF_s镀Cr以改善其与Cu的结合状况，研究了所制备的镀Cr CF_s/Cu复合材料的显微结构与热性能。结果表明：在制备中Cr层的大部分与CF_s表层的C反应形成连续、均匀的界面薄层Cr₇C₃，少量的扩散于Cu基体中，使CF_s与Cu之间的界面由结合极差的机械结合转化成良好的冶金结合，有效提升了复合材料的热性能。CF_s含量为40vol%~55vol%时，镀Cr CF_s/Cu复合材料致密度高于97.5%，平面方向上的热导率达393~419 W（mK）^-1，平面方向的CTE在5.1×10^-6~8.4×10^-6 K^-1之间。高的热导率、低的CTE以及优良的可加工性能使其成为极有潜力的电子封装材料。

• 稀土氧化物(La₂O₃或CeO₂)对搅拌摩擦加工制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响

  刘洋, 黄春平, 夏春, 黄硕文, 刘奋成, 柯黎明,

  采用搅拌摩擦加工（FSP）的方法制备Ni/Al复合材料，并在此基础上添加不同种类稀土氧化物（La₂O₃或CeO₂），通过SEM、EDS、XRD、电子探针（EPMA）和室温拉伸试验研究稀土氧化物对FSP制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响。结果表明：Ni/Al复合材料复合区有较明显的Ni粉团聚物存在，Ni-La₂O₃/Al、Ni-CeO₂/Al复合材料中Ni粉团聚物数量减少，尺寸减小。La₂O₃和CeO₂均对Al-Ni原位反应有较大影响，能够促进Al-Ni原位反应的进行，生成更多增强相。Ni-CeO₂/Al复合材料与Ni-La₂O₃/Al复合材料相比，复合区组织更加均匀，增强颗粒Al₃Ni含量更多。La₂O₃和CeO₂均能显著提高FSP制备Ni/Al原位复合材料的抗拉强度。Ni-La₂O₃/Al复合材料的抗拉强度达到221 MPa，Ni-CeO₂/Al复合材料的抗拉强度达到238 MPa，两者相比于Ni/Al的复合材料抗拉强度（166 MPa）分别提高了33.1%和43.4%。

• Ti元素掺杂对Fe-3Si基软磁复合材料组织结构及磁特性的影响

  毛新华, 刘辛, 蔡一湘, 谢焕文, 王健,

  采用气雾化制粉技术并结合模压成形方法制备<em>x</em>Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni（<em>x</em>=0，1，2）软磁复合材料，通过XRD、SEM、综合物性测量系统（PPMS）以及软磁交流测量仪等装置表征和分析了合金粉末的相结构、形貌、磁特性及Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni软磁复合材料的磁性能，探讨了Ti元素掺杂对合金粉末居里温度、饱和磁化强度等性能的影响，并着重研究了Ti元素添加对Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni软磁复合材料有效磁导率、功率损耗、矫顽力等动态磁学特性的影响。结果表明：气雾化合金粉末只存在单一的α-Fe（Si）固溶相，球形度高；Ti元素的掺杂可提高粉末居里温度，但饱和磁化强度有小幅度的弱化；另外，随着Ti元素含量的增加，Ti/Fe-3Si-0.5Al-2Ni软磁复合材料有效磁导率升高，而功率损耗和矫顽力降低，当Ti元素含量为2wt%时，软磁复合材料获得较佳的综合磁性能。

• Ti-C含量对多孔TiC/FeAl复合材料孔型结构和力学性能的影响

  迟静, 李敏, 王淑峰, 吴杰,

  以尿素为造孔剂，利用自蔓延高温合成技术制备了多孔TiC/FeAl复合材料，主要考察了Ti-C含量（质量分数为15wt%~35wt%）对多孔TiC/FeAl复合材料孔型结构和压缩性能的影响。当Ti-C含量不高于25wt%时，多孔TiC/FeAl复合材料由毫米孔和孔壁微孔组成规则的复合孔型结构。相互连通的毫米孔产生于尿素颗粒的挥发和液相迁移；微孔尺寸为10~50 μm，产生于Fe-Al-Ti-C粉末的自蔓延过程，孔径随Ti-C含量的增加而增大。通过调整尿素的体积分数，多孔TiC/FeAl复合材料的孔隙率可控制在56.64%~85.35%。当Ti-C含量不高于25wt%时，多孔TiC/FeAl复合材料的抗压强度随Ti-C含量的增加而增大。当Ti-C含量高于25wt%时，多孔TiC/FeAl复合材料壁面微孔形状很不规则，且抗压强度下降。孔隙率约为64.3%时，多孔Fe-Al金属间化合物和TiC/FeAl复合材料（Ti-C含量为25wt%）的抗压强度分别为20.03 MPa和66.68 MPa，对应的应变值分别为4.77%和8.21%。另外，多孔TiC/FeAl复合材料的压缩性能可用Gibson-Ashby模型来解释。

• 放电等离子体烧结制备Mg₈₅Zn₆Y₉颗粒增强Mg-9Al-1Zn复合材料组织与力学性能

  李仲杰, 余晖, 范少达, 蔡学成, 彭秋明, 杨明绪, 于化顺,

  采用高能球磨法和放电等离子体烧结（SPS）技术，以包含100%长周期堆垛有序结构（LPSO）相Mg₈₅Zn₆Y₉镁合金为原料，通过将其球磨成纳米晶颗粒后与Mg-9Al-1Zn（AZ91）镁合金雾化颗粒进行机械混合，并在350℃烧结温度下成功制备出不同质量分数（0~30wt%）的LPSO相Mg₈₅Zn₆Y₉颗粒增强AZ91复合材料（Mg₈₅Zn₆Y₉/AZ91）。采用光学显微镜（OM）、SEM及TEM对Mg₈₅Zn₆Y₉/AZ91复合材料的微观组织结构进行表征；采用XRD分析其固溶处理前后的相转变；与此同时对复合材料进行显微硬度与压缩试验，综合研究其微观组织与力学性能的关系。相关结果表明，Mg₈₅Zn₆Y₉颗粒经3 h高能球磨后颗粒尺寸显著减小，硬度随晶粒细化而提升。Mg₈₅Zn₆Y₉增强颗粒主要分布在AZ91基体颗粒边界处，随着Mg₈₅Zn₆Y₉质量分数的增加，增强相颗粒有相互结合成连续网格状趋势。增强颗粒与基体界面处未见明显过渡层，基体界面处的β相经400℃×24 h固溶处理后进入基体，部分增强颗粒亦转变为Mg相。本实验条件下制备的最佳性能的20wt% Mg₈₅Zn₆Y₉/AZ91复合材料经固溶处理后的室温屈服强度从200 MPa转变为230 MPa，屈服强度均较未添加Mg₈₅Zn₆Y₉的AZ91镁合金有较大的提高。

• 氧化石墨烯/纳米羟基磷灰石复合粉体的制备及其细胞毒性

  杨泽斌, 刘继涛, 秦晓素, 颜廷亭, 陈希亮, 陈庆华,

  采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO），再与Ca（NO₃）₂和（NH₄）₂HPO₄通过溶液离子共滴定法制备GO/纳米羟基磷灰石（nHAP）复合粉体材料。利用TEM、XRD、FTIR、XPS等分析了GO/nHAP复合粉体的形貌、相结构、官能团以及元素化学价态变化，最后通过3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴（MTT）法对GO/nHAP粉体复合材料的生物学性能进行检测。结果表明：GO/nHAP复合粉体中nHAP呈现晶簇针状，且分散均匀，尺寸约为50~100 nm，GO片层尺寸为1 000~4 000 nm；nHAP在GO表层原位形核，并沿着（112）晶面择优生长，两相通过化学键的形式结合；GO/nHAP复合粉体材料无细胞毒性。

• 静电纺丝制备纳米海藻酸钠/魔芋葡甘聚糖-菊糖纤维膜

  杜雨, 王林, 王维海, 吴伟豪, 庞杰, 吴春华,

  采用静电纺丝技术制备纳米海藻酸钠/魔芋葡甘聚糖-菊糖（SA/KGM-INU）纤维膜。采用流变仪分析研究了加入不同量SA对SA/KGM-INU溶胶流变特性的影响，利用SEM、DSC、FTIR和TGA研究了不同量SA对纳米SA/KGM-INU纤维膜结构和性能的影响。结果表明，纳米SA/KGM-INU复合纤维膜表面粗糙程度随SA含量增加而减小，黏度随SA含量的增加而增大，热稳定性随SA含量的增加而增强。纳米SA/KGM-INU纤维膜的制备，旨在为其它天然高分子基复合材料的研究开发提供一定的实验数据及理论基础。

• 聚乙烯醇修饰Sb₂O₃/氯丁胶乳复合材料的制备及其分散稳定性

  谢艳霞, 毕松梅, 王东强, 马明明, 吴飞,

  制备水基亚微米Sb₂O₃浆液，用聚乙烯醇（PVA）作空间稳定剂对Sb₂O₃表面修饰后，与氯丁胶乳（CRL）复合制备一种阻燃的PVA修饰Sb₂O₃/CRL（Sb₂O₃-PVA/CRL）复合材料。探究了最优修饰工艺及其对Sb₂O₃-PVA/CRL分散稳定性的影响规律，从粒径分布、FTIR和DTA-TGA等角度探讨PVA修饰明显提升Sb₂O₃分散稳定性的作用机制。结果表明，研钵研磨使Sb₂O₃粒径微细化，是制备亚微米Sb₂O₃的有效手段；PVA修饰Sb₂O₃粉末在3 447 cm^-1处的—OH伸缩振动特征峰减弱，1 091 cm^-1处的C—O特征吸收峰消失，推测化学键力是PVA包覆Sb₂O₃粉末的重要方式；获得最优分散稳定性的修饰工艺为：PVA与Sb₂O₃质量比为2%、反应温度为90℃、反应时间为30 min；采用最优修饰工艺制备的Sb₂O₃-PVA/CRL复合材料静置6 h内有好的分散稳定性。

• 纳米Fe₃O₄-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳电极的制备及电化学检测多巴胺

  贺全国, 梁静, 李广利, 刘军, 刘晓鹏, 邓培红,

  通过电化学还原法制备纳米Fe₃O₄-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳（Fe₃O₄-rGO/GCE）电极，用于多巴胺（DA）的检测。采用SEM、TEM和循环伏安对纳米Fe₃O₄-rGO复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液（PBS）中，采用循环伏安法研究了DA在纳米Fe₃O₄-rGO/GC上的电化学行为。实验结果表明，较裸GC电极和rGO修饰（rGO/GC）电极，由于纳米Fe₃O₄与rGO的协同作用，纳米Fe₃O₄-rGO/GC显著增大了Fe₃O₄-rGO/GC复合材料电极电化学活性面积和氧化峰电流强度i_pa。DA的浓度在6.0×10^-8~2.0×10^-6 mol/L和2.0×10^-6~8.0×10^-5 mol/L范围内，与氧化峰电流强度i_pa呈良好的线性关系，检出限达4.0×10^-9 mol/L（信噪比<em>S/N</em>=3）。抗坏血酸和尿酸共存物几乎不干扰DA的测定，选择性高。Fe₃O₄-rGO/GC修饰电极用于盐酸DA注射液中的DA含量测定，获得结果较好，回收率为97.1%~103.9%。

• Cu/还原氧化石墨烯光催化复合材料的制备及其光催化性能

  李娟, 赵安婷, 邵姣婧, 唐晓宁, 卢丽平,

  以乙酸铜和氧化石墨烯（GO）为原料，抗坏血酸为还原剂，采用液相化学法合成Cu/还原氧化石墨烯（Cu/RGO）复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FTIR和Raman对材料结构及形貌进行表征，并考察Cu/RGO复合材料在H₂O₂辅助作用下对亚甲基蓝（MB）的光催化作用。结果表明：Cu颗粒均匀分布在RGO片层上，相比于纯Cu，Cu/RGO复合材料的光催化性能明显提高，Cu/RGO复合材料用量为0.06 g/L时，对MB显示出最佳的催化效果，200 min内脱色率达到了92.5%，经过5次循环后脱色率仍有88.0%以上。

• 二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能

  孟多, 赵康, 王东旭,

  采用真空浸渗法制备了癸酸-月桂酸（CA-LA）/硅藻土助滤剂定形相变储热复合材料，对样品进行扩散-渗出圈测试、FTIR、SEM、BET、DSC和TG等表征分析，研究了硅藻土助滤剂对CA-LA二元低共熔脂肪酸的定形性能和吸附容量及CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的热物性、热稳定性和蓄放热性能。结果表明：无渗出圈产生的CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料中，硅藻土助滤剂对CA-LA的吸附量约为49.88wt%，CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的相变温度和相变潜热分别为21.8℃和75.45 J/g；TG和热循环试验结果表明，CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料具有良好的热稳定性，经历100次热循环后相变温度和相变潜热的变化量较小；蓄放热性能测试结果证明CA-LA/硅藻土助滤剂定形相变复合材料能够进行蓄热和释热，起到明显的调节和控制环境温度的作用，可应用在建筑节能和储热领域。

• 疏水性聚酰亚胺增强SiO₂气凝胶复合材料的制备与表征

  费志方, 杨自春, 李昆锋, 罗中一,

  采用化学交联、溶胶-凝胶和表面改性的方法，制得疏水性聚酰亚胺（PI）增强SiO₂气凝胶复合材料。以均苯四甲酸二酐（PMDA）和4’，4’-二氨基二苯醚（ODA）为聚合单体，3-氨丙基-三己氧基硅烷（APTES）为封端剂，合成APTES封端的聚酰亚胺，与正硅酸乙酯（TEOS）混合形成前驱体。采用酸碱两步催化凝胶、湿凝胶依次进行表面疏水改性、溶液置换及CO₂超临界干燥，得到聚酰亚胺增强SiO₂气凝胶复合材料样品。利用FTIR、SEM、比表面积测试仪、万能材料试验机、接触角分析仪等表征样品的化学组成、微观形貌、孔结构、力学性能及疏水性能等。结果表明：PI质量分数为6wt%的样品密度为0.124 g/cm³，比表面积为724 m²/g，平均孔径尺寸为14 nm，接触角为134°，抗压强度为0.295 MPa。20wt%含量的PI增强SiO₂气凝胶样品抗压强度为0.556 MPa。

• 纳米纤维素分散的高稳定性单片层黏土分散液的制备及其在透明柔性薄膜的应用

  明思逸, 陈港, 严俊芳, 何嘉皓, 方志强, 胡稳,

  以天然的纳米纤维素（NFC）为分散剂，利用其亲水亲油的特性，将其用于剥离和分散片层黏土，成功攻克单片层黏土易发生絮聚的缺陷，高获得率制备出NFC分散的具有优异稳定性的单片层黏土分散液，并采用AFM和TEM对NFC和单片层黏土的形貌进行表征。最后，将单片层黏土分散体与NFC结合成功制备出一种高透明柔性薄膜。当单片层黏土含量为50wt%时，NFC/单片层黏土复合薄膜在600~800 nm波长下的透光率高达90%，且呈现较低的雾度。此外，该薄膜还具有优异的紫外阻隔能力，在紫外区能完全阻隔短波紫外线（UVC，波长为100~290 nm），阻隔大部分中波紫外线（UVB，波长为290~320 nm）。NFC分散的具有优异稳定性的单片层黏土分散液的成功制备，将有助于拓展纳米黏土的应用领域及提高单片层黏土基复合材料的性能。

• 吸附重金属Cr(Ⅵ)后Fe₃O₄@P(St-HPMA-DVB)-Cr(Ⅵ)复合材料的表征及回收用于水中氯酚的催化降解

  胡美琴, 姜哲昊, 郭素芳, 蒋琦, 沈昊宇,

  采用超声协助悬浮聚合法制备了氨基功能化Fe₃O₄@聚（苯乙烯（St）-3-（2-氨基四乙基五胺）-2-甲基丙烯酸羟丙酯（HPMA）-二乙烯基苯（DVB）（Fe₃O₄@P（St-HPMA-DVB））磁性复合材料，将其用于处理含Cr（Ⅵ）水溶液，得到吸附重金属Cr（Ⅵ）后回收的Fe₃O₄@P（St-HPMA-DVB）-Cr（Ⅵ）复合材料。通过TEM、振动样品磁强计（VSM）、TGA、XRD、元素分析（EA）、FTIR等对其进行表征。以Fe₃O₄@P（St-HPMA-DVB）-Cr（Ⅵ）为催化剂，研究其在H₂O₂作用下催化降解水中2，4，6-三氯酚（2，4，6-TCP）的性能。发现，当Fe₃O₄@P（St-HPMA-DVB）-Cr（Ⅵ）中Cr（Ⅵ）的固载量为200 mg/g，溶液pH值为3.0~4.5，H₂O₂浓度≥4.08 mmol/L时，Fe₃O₄@P（St-HPMA-DVB）-Cr（Ⅵ）/H₂O₂体系可以实现对浓度<20.0 mg/L（101.3 μmol/L）的TCP溶液在10 min内近100%的降解。循环使用5次后，该催化体系对TCP的降解率仍能保持95%以上。

• 碳化与氯盐腐蚀作用下钢筋锈蚀物的微结构特征

  柳俊哲, 沈建生, 闫加利, 贺智敏, 巴明芳, 李玉顺,

  通过XPS与XRD方法研究了碳化与氯盐腐蚀作用下砂浆内钢筋锈蚀物的组成和微结构特征，阐明了砂浆内钢筋的腐蚀机制。研究结果表明：从氯盐、碳化到氯盐与碳化复合作用，钢筋锈蚀物中Fe的峰值逐渐增强，Fe的氧化物含量增多，钢筋锈蚀越来越严重；在钢筋腐蚀过程中，钢筋表面的FeO和Fe₃O₄等较致密的钝化膜结构会转化为Fe³⁺，且Fe³⁺与水泥的水化产物Ca₂SiO₄形成Fe³⁺-Ca₂SiO₄复盐，随着钢筋腐蚀程度的加剧，Fe³⁺-Ca₂SiO₄复盐含量逐渐减少，而Fe³⁺转化为以Fe₂O₃为主的其他锈蚀物。

• 纳米纤维素增强SiO₂气凝胶力学性能与微观结构

  付菁菁, 何春霞, 陈永生, 王思群,

  为克服SiO₂气凝胶强度低、易破碎等缺点，通过原位溶胶-凝胶法制备纳米纤维素（CNF）增强SiO₂气凝胶，并对SiO₂气凝胶的化学结构、微观形貌和力学、物理性能进行表征分析，探讨了CNF对SiO₂气凝胶力学性能的增强机制。结果表明：CNF独特的纳米级网络结构可增强SiO₂颗粒之间的联结强度；Si—OH（960 cm^-1）和Si—O—Si（1 225 cm^-1、1 056 cm^-1和800 cm^-1）等特征吸收峰的出现表明，CNF与SiO₂之间形成稳定的化学键联结；采用不同含量CNF气凝胶作为SiO₂增强相均可达到增强力学性能的效果，同时仍能保持SiO₂气凝胶本身质轻、高孔隙率、高比表面积等特性；当以CNF质量分数为6wt%的溶液制备气凝胶时，CNF增强SiO₂气凝胶具有最优的力学性能，压缩模量和压缩强度分别为12.43 MPa和2.59 MPa。