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材料复合与功能

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材料复合与功能相关的论坛

  • 功能化石墨烯复合材料与蛋白质分离纯化

    [color=#333333]石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,其具有独特而优异的物理化学性质,故引起了科学界及工程界的广泛关注。石墨烯巨大的比表面积使其成为一种潜在的固相吸附材料。为了实现复杂基体样品中蛋白质的高选择性分离纯化,本文制备了一系列功能化石墨烯复合材料,研究了其在蛋白质选择性分离纯化中的应用,建立了满足不同类型的复杂基体样品(全血,鸡蛋清和细胞裂解液)中目标蛋白质的高选择性分离纯化方法。第一章简要综述了石墨烯的研究历史,结构性质及其合成方法。概述了石墨烯的表面功能化,石墨烯复合材料的制备,以及石墨烯及其复合材料在样品预处理等领域中的应用进展。第二章制备了一种新型功能化石墨烯复合材料。通过共价功能化的方式,氧化石墨烯(GO)表面依次经过环氧氯丙烷(ECH),亚氨基二乙酸(IDA)和1-苯硼酸(1-PBA)修饰后,再进一步螫合镍金属离子得到复合材料。复合材料由FT-IR, XRD, SEM, TGA和[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]等手段进行表征。[/color]

  • 【资料】复合材料力学

    [color=#00008B] 复合材料力学是固体力学的一个新兴分支,它研究由两种或多种不同性能的材料,在宏观尺度上组成的多相固体材料,即复合材料的力学问题。复合材料具有明显的非均匀性和各向异性性质,这是复合材料力学的重要特点。 复合材料由增强物和基体组成,增强物起着承受载荷的主要作用,其几何形式有长纤维、短纤维和颗粒状物等多种;基体起着粘结、支持、保护增强物和传递应力的作用,常采用橡胶、石墨、树脂、金属和陶瓷等。 近代复合材料最重要的有两类:一类是纤维增强复合材料,主要是长纤维铺层复合材料,如玻璃钢;另一类是粒子增强复合材料,如建筑工程中广泛应用的混凝上。纤维增强复合材料是一种高功能材料,它在力学性能、物理性能和化学性能等方面都明显优于单一材料。 发展纤维增强复合材料是当前国际上极为重视的科学技术问题。现今在军用方面,飞机、火箭、导弹、人造卫星、舰艇、坦克、常规武器装备等,都已采用纤维增强复合材料;在民用方面,运输工具、建筑结构、机器和仪表部件、化工管道和容器、电子和核能工程结构,以至人体工程、医疗器械和体育用品等也逐渐开始使用这种复合材料。[/color]

  • 基于上转换复合材料的光引发组织粘合剂研究

    [align=center][size=18px]基于上转换复合材料的光引发组织粘合剂研究[/size][/align][size=16px]以研究适用于应急组织伤口处理的光引发组织粘合剂为目标,以设计[/size][size=16px]基于功能化凝胶上转换纳米复合材料的光引发组织粘合剂为研究重点,以制备合[/size][size=16px]成多色可调的上转换纳米材料光导平台和设计功能化光交联凝胶修复剂为突破[/size][size=16px]口。采用纳米技术、表面化学修饰、生物技术、光化学技术、细胞实验和统计分[/size][size=16px]析等手段相结合,深化上转换纳米材料和功能化凝胶的设计开发,探究复合材料[/size][size=16px]的修复作用机理和抗菌性能,实现创面组织缺损光诱导原位修复,提高表面和深层损伤组织修复效率,减少疤痕形成和继发性炎症,开发出可替代传统缝合术的[/size][size=16px]新型功能化凝胶上转换纳米复合材料组织粘合剂,为突发事件中受损组织的快速整合和创面修复提供理论与技术支撑[/size][size=16px]。[/size][size=16px]主要研究内容[/size][font='宋体'][size=16px](1)功能化凝胶上转换纳米复合材料的设计与制备:上转换纳米材料[/size][/font][font='宋体'][size=16px]具有独特的光学特性,能够使生物光子在深层组织中的应用。光引发组织粘接是创面组织[/size][/font][font='宋体'][size=16px]修复的新型无创技术,依赖于光敏剂的光激活释放活性物质在组织表面和基质材料之间产[/size][/font][font='宋体'][size=16px]生有效的交联。以凝胶材料壳聚糖作为基质,光敏基团邻硝基苯作为光敏剂并引入胍基抗[/size][/font][font='宋体'][size=16px]菌基团,通过化学修饰改性方法制备功能化凝胶。光反应性材料在创伤组织缝合时诱导受[/size][/font][font='宋体'][size=16px]损皮肤组织中的胶原基质交联,以上转换纳米材料为载体结合功能化凝胶通过表面修饰制[/size][/font][font='宋体'][size=16px]备合成功能化凝胶上转换纳米复合材料作为光引发组织粘合剂,近红外光照将光传输到深部组织中,激活光敏剂诱导组织黏结修复。(2)光引发组织粘合剂的优化筛选:优化筛[/size][/font][font='宋体'][size=16px]选功能化凝胶上转换纳米复合材料光引发组织粘合剂,考察荧光发射光谱与紫外吸收光谱[/size][/font][font='宋体'][size=16px]相互匹配度以及功能化凝胶上转换纳米复合材料的组织损伤修复能力。考察所选复合材料[/size][/font][font='宋体'][size=16px]的荧光、紫外性能以及元素组成、形貌特征、晶型结构、热稳定性和表面基团及电荷分布情况等以及复合材料的粘附机理、抗菌性能、抗拉强度及使用条件等参数。(3)光引发[/size][/font][font='宋体'][size=16px]组织粘合剂的应用潜力评价。考察复合材料的生物相容性、细胞毒性、凝血效果、整合凝[/size][/font][font='宋体'][size=16px]胶与组织粘连能力。进一步考察复合材料对各种动物组织[/size][/font][font='宋体'][size=16px]([/size][/font][font='宋体'][size=16px]皮肤、肌肉、肝脏、胃和心脏等)损伤修复能力。[/size][/font][align=right][/align][font='宋体'][size=16px]研究方法和技术路线[/size][/font][font='宋体'][size=16px]图 [/size][/font][font='宋体'][size=16px]1. [/size][/font][font='宋体'][size=16px]总体研究技术路线示意图[/size][/font][font='宋体'][size=16px]研究方法和实验手段如下:[/size][/font][font='宋体'][size=16px](1)[/size][/font][font='宋体'][size=16px]功能化凝胶上转换纳米复合材料的设计与制备。采用热共沉淀法以 [/size][/font][font='宋体'][size=16px]β[/size][/font][font='宋体'][size=16px]-NaYF4 [/size][/font][font='宋体'][size=16px]作为基质,调节镧系元素掺杂剂量比例,制备具有不同发射光谱的上转换纳米材料;采用[/size][/font][font='宋体'][size=16px]酸处理法除去上转换纳米材料表面的油酸配体得到白色固体颗粒,聚丙烯酰胺配体交换修[/size][/font][font='宋体'][size=16px]饰后备用;以凝胶材料壳聚糖为基质,采用碳二亚胺盐酸盐化学法将邻硝基苯和抗菌基团修饰到基质上制备出功能化凝胶。[/size][/font][font='宋体'][size=16px](2)光引发组织粘合剂的优化筛选。检测功能化凝胶上转换纳米复合材料及相应组[/size][/font][font='宋体'][size=16px]成单体的荧光光谱与紫外光谱,筛选能够相互匹配的复合材料;以猪的皮肤或肌肉为组织[/size][/font][font='宋体'][size=16px]基质制作组织切口,注入复合材料并在近红外激光照射下,检测切口均粘接情况测试组织粘合强度以及组织基质的粘合后的最大拉伸力。[/size][/font][font='宋体'][size=16px](3)[/size][/font][font='宋体'][size=16px]光引发组织粘合剂的表征及机理性能考察。通过电镜分析、傅立叶红外光谱、[/size][/font][font='宋体'][size=16px]X [/size][/font][font='宋体'][size=16px]射线衍射、热重分析和 [/size][/font][font='宋体'][size=16px]Zeta[/size][/font][font='宋体'][size=16px] 电位分析等表征合成复合材料性能;利用光电子能谱仪进行[/size][/font][font='宋体'][size=16px]粘附机理分析;考察功能化凝胶上转换纳米复合材料的抑菌作用;比对商品化纤维蛋白胶和氰基丙烯酸酯胶粘剂粘接的抗拉强度试验;考察功能化凝胶上转换纳米复合材料。[/size][/font][font='宋体'][size=16px](4)光引发组织粘合剂的应用潜力评价。对所合成材料的体内生物相容性、体外细胞毒性试验、全血凝血试验、体内透皮给药试验以及胶原纤维形成试验等评价方法。[/size][/font]

  • 复合材料设计分析软件 EsaComp 3.5.008 1CD

    复合材料设计分析软件 EsaComp 3.5.008 1CD ESAComp专业的复合材料设计分析软件 ESAComp 是专业的复合材料设计分析软件系统 , 最初由欧洲航天局 (ESA) 发起 , 并由芬兰赫儿辛基大学轻型结构材料实验室开发完成 , 其目标为开发成一种可以在统一界面下包含所有复合材料分析和设计能力的软件工具。 从 1988 年开始 , 已有许多著名企业和机构选用 , 如航天北京卫星研究所 , Alcatel Space, Hytec/US, ESA/ESTEC, ABB, Astrim, Aalorg University, 等等 功能特点 : QQ:16264558 电话:13963782271ESAComp 具有基于微观力学分析的广泛的实体 / 夹层板分析、设计能力,而且它包含了针对单层板、层压板、加筋板、梁和柱体,以及胶接和机械连接等等各种复合材料结构形式、连接形式的分析工具。同时该软件具有同目前广泛使用的各种有限元软件包的交互接口,从而使 ESAComp 同设计过程实现了无缝结合。目前支持此项功能的有限元软件有: ABQUS TM , ANSYS TM , I-DEAS TM , MSC.Nastran TM , NISA TM 。对 MSC.Nastran TM 和 ANSYS TM 程序, ESAComp 还开发出了升级的交互式界面,这样使其成为以上软件后处理能力的一个必要的组成部分。该软件支持用户扩展功能,用户可以定义自己的的失效判据、微观力学模型。 软件优势 : ESAComp 是专业的复合材料设计分析工具,具有友好的图形化用户界面,多重分析和图形化结果显示,多级别的专业数据库, 同目前广泛使用的各种有限元软件包的衔接能力,支持用户定制的扩展功能。虽然该软件起源于航空、航天领域,但是已经被开发成适用于复合材料研发人员

  • 【转帖】试剂简讯:SMC复合材料应用不断扩大

    中国加入世贸组织,对我FRP(玻璃钢/复合材料)业机遇大于挑战,目前亚洲除发达国家日本外,人均复合材料消耗量只有0.3公斤处于非常低的水平。因此玻璃钢/复合材料的发展,在亚洲具有很大的潜力和空间。近几年我国FRP(玻璃钢/复合材料)有了长足发展,以超过国民经济平均增长速度而发展,FRP(玻璃钢/复合材料)的应用范围不断扩大,对其制品质量要求也愈来愈高,为此世界各大公司不断开发新产品,以满足客户更广泛的需求。SMC是其中重要的一支,SMC是由不饱和聚脂树脂加如一定量增稠剂、填料、固化剂、促进剂等辅助材料,由SMC压片机压成板材后经制作而成的,具有一定绝缘性能的材料,颜色可以按要求做调整,一般由填料的颜色决定。经固化完全制成产品后是无气味的,但是如果是SMC片状模塑料原料,是有一定刺激性气味的。不过该气味仅对人体有轻微的伤害,不在人体残留、属于低毒性溶剂。  SMC材料的产品固化完全后,如市场所见电源开关之类产品,对人体是基本无毒的、可放心使用。SMC主要产品有:水箱板、风扇、座椅、电器配件、防爆型灯罩、冷冻鱼盘、拖拉机顶棚,以及汽车的备轮仓、电瓶托盘、保险杠、前围板、货车轮胎罩、烟道隔离板等许多制品。现在在山东德州市及其周边地区,已形成了一些资产上千万的民营玻璃钢企业,对我国SMC的产业贡献巨大,成为名附其实地中国FRP之乡。2004年SMC产值达到2亿元左右。不过我国现今SMC制品以低技术产品为主,在材料性能、模具、压机精度参数上有待提高,新技术研发也未取得很大进展。如汽车配件方面,还以小、散、结构简单为主。实际上国内市场SMC制品,主要以水箱板、电表箱、座椅类等居多,随着市场的成熟和逐渐饱和,企业的利润也在下降,急待开发出产品质量高强、质轻,和高精表面为主的更加高档、丰富的产品,来实现企业及SMC事业的发展。  随着世界正向信息时代的推进,目前发达国家信息产业,已占国民生产总值的40~60%,其增长速度远高于传统产业。而片状元器件(SMCSMD)及表面贴装技术(SMT),实现了电子产品的小型化和多功能化,片状元件每年正以10%的速度增长。在2000年全世界SMC需求量约为5000亿只。我国同年SMC产量200亿只,出口60亿只,国内市场占有率70%,尚有相当的市场空间。2004年全国SMC产量约500万吨,以后每年产量正以10%的速度递增,2007年达到670万吨左右。随着世界科技的发展,材料科学也必须向前迈进,来满足发展的需要。要实现这一项目的健康快速发展,需要逐步解决以下问题:SMC的质量稳定化与质量标准的制定;高性能SMC的研究开发,如无收缩彩色SMC、低比重SMC、高表面质量SMC、高强度性SMC;SMC的压模内流动分析;模压制品设计手册的完善;高速自动模压成型系统的开发。常州华日新材有限公司,是不饱和聚酯树脂(UPR)及辅料、片状/团状模塑料(S/BMC)的专业生产企业,得到日本DIC集团、DHM公司全面技术支持,并具有自主开发新产品的能力,产品种类齐全、应用范围广泛,并且已通过了英国劳氏ISO9001、TS16949质量管理体系及ISO14001环境管理体系认证。

  • 复合式盐雾机的应用领域及功能优势?

    [font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]复合式盐雾机的应用领域及功能优势?[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]应用领域:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]1. 金属防腐领域[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]:测试各种金属材料的耐腐蚀性能,包括钢铁、铝合金、镁合金等,广泛应用于汽车、航空航天、船舶等行业。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]2. 电子电工产品:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]评估电子元器件、电路板、电器设备等在盐雾环境下的可靠性,确保其在恶劣条件下正常工作。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]3. 涂料涂装行业:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]检验涂料、油漆、镀层等防护层的耐盐雾性能,为防腐涂层的研发和质量控制提供依据。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]4. 建筑材料:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]研究建筑材料如塑钢型材、铝合金门窗等的耐蚀性,评估其在沿海地区或腐蚀性环境中的使用寿命。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]5. 科研教育:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]用于腐蚀机理研究、材料开发和教学实验,为学术研究和人才培养提供支持。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]功能优势:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]1. 多因素复合试验:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]能够同时进行盐雾、湿热、干燥等多种环境因素的复合试验,更全面地模拟实际使用环境。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]2. 精确控制:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]采用先进的温度、湿度和盐雾浓度控制系统,确保试验条件的稳定性和准确性。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]3. 可编程控制:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]支持用户自定义试验程序,可设置不同的试验阶段、循环次数和时间,满足各种特殊试验要求。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]4. 数据记录与分析:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]配备数据采集系统,实时记录试验过程中的各项参数,便于后续数据分析和处理。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]5. 可视化操作界面:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]操作简单直观,通过触摸屏或控制面板进行参数设置和监测,方便快捷。 [/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]6. 安全保护:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]具备过载保护、漏电保护等安全装置,确保试验过程的安全性。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]7. 节能环保:[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]采用高效节能技术,减少能源消耗和环境污染。[/color][/size][/font][font='segoe ui'][size=21px][color=#1c1f23]复合式盐雾腐蚀试验箱在众多领域都有广泛应用,其多功能、高精度、可定制化等优势使其成为材料腐蚀研究和产品质量检测的重要设备。不同型号和规格的试验箱可根据具体需求进行选择,以满足各种试验条件和标准。[img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/05/202405220954580126_5517_6279606_3.jpg!w690x690.jpg[/img][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/05/202405220955140874_3259_6279606_3.jpg!w690x690.jpg[/img][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/05/202405220955202962_1500_6279606_3.jpg!w690x690.jpg[/img][img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/05/202405220955271587_8151_6279606_3.jpg!w690x690.jpg[/img][/color][/size][/font]

  • 壳聚糖复合材料在骨修复领域的研究进展

    【序号】:4【作者】:陆遥尹庆水夏虹【题名】:壳聚糖复合材料在骨修复领域的研究进展【期刊】:中国骨科临床与基础研究杂志. 【年、卷、期、起止页码】:2018,10(01)【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Eo9-C_M6tLk_JJ6DTaOyliQZhNFOyLk-Srk4t65SceyHEkBFeVXQpxHT8oCaC8ADmOgDmYlY-GKEN_Cgc5N-L47BTlWuzV7s5ElEp-yt2iHWCMlqiax_mmRoWhyjw94SbyCNIh5A6HB5-NUnQtkaLA==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

  • 探讨功能材料技术,推动产业快速发展

    近年来,随着分析测试技术自身的飞速发展,其应用领域越来越广,在产业发展中发挥的作用也日益增大,这在制药、食品、环境、石化化工等众多行业的快速发展中表现得尤为突出。优秀展会往往是行业发展的风向标,慕尼黑上海分析生化展(analytica China)自2002年首次从德国来到中国发展至今,早已超越了简单的仪器、技术展示,而是紧密地与行业应用相结合,关注行业热点话题,并通过精心的展区规划、特色展商邀请、举办行业高质量会议等多种方式,为行业观众提供整体解决方案。从往届现场效果也可以看出,越来越多的行业观众带着问题和需求而来,带着解决方案和技术信息满意而去,这也是analytica China之所以在观众数量、质量,以及展商数量等方面均屡创新高的原因所在。2014年9月24-26日,analytica China 2014将在上海新国际博览中心隆重召开,展示面积将达30,000平方米,预计将吸引超过20个国家及地区约700家中外展商。作为专业的展会,analytica China每年都在寻求新的亮点,今年的亮点之一便是对新材料产业的重点关注,涉及新能源材料、生物医学材料、稀土材料、纳米材料、绿色建筑材料、光学及电磁功能材料等众多领域。目前,全球范围内,新材料的制备、材料设计、性能测定,以及先进加工技术等方面都面临着很大的机遇和挑战。而分析测试技术的快速发展,同样将对材料领域的发展产生很大的推动作用,比如在材料阻燃性、可靠性、机械性能、无损检测、成分分析、热学性能、有毒有害物质、安全性等方面的测定。在analytica China 2014,材料分析测试领域的德国耐驰、PerkinElmer、奥地利安东帕、马尔文、天瑞、赛默飞、钢研纳克等知名企业将盛装亮相,展示其最新的技术和解决方案,包括最新的热分析仪、TGA-MS仪、流变仪、粒度分析仪、直读光谱仪、碳硫分析仪、稀土检测仪、氨氮分析仪、X射线衍射荧光光谱仪、试验机、扫描电镜等产品。在我国,功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,还对相关传统产业的改造和升级,实现跨越式发展起着重要的促进作用。2014年,由国际材料联合会(IUMRS)、中国材料研究学会(C-MRS)及国家仪表功能材料工程技术研究中心(NIETRCFM)主办,重庆功能材料期刊社和德国慕尼黑国际博览集团承办的“2014功能材料国际会议”将首次亮相analytica China 2014。会议由黄伯云院士、张帮衡院士、严纯华院士共同担任大会主席,领衔业内知名专家学者,就功能材料在能源、生态环境、信息传感、生物及医学等领域中的最新应用和前景展开深入探讨,将成为本届展会的亮点之一。

  • 【资料】复合材料力学的研究内容

    [color=#00008B]同常规材料的力学理论相比,复合材料力学涉及的范围更广,研究的课题更多。 首先,常规材料存在的力学问题,如结构在外力作用下的强度、刚度,稳定性和振动等问题,在复合材料中依然存在,但由于复合材料有不均匀和各向异性的特点,以及由于材料几何(各材料的形状、分布、含量)和铺层几何(各单层的厚度、铺层方向、铺层顺序)等方面可变因素的增多,上述力学问题在复合材料力学中都必须重新研究,以确定那些适用于常规材料的力学理论、方法、方程、公式等是否仍适用于复合材料,如果不适用,应怎样修正。 其次,复合材料中还有许多常规材料中不存在的力学问题,如层间应力(层间正应力和剪应力耦合会引起复杂的断裂和脱层现象)、边界效应以及纤维脱胶、纤维断裂、基体开裂等问题。 最后,复合材料的材料设计和结构设计是同时进行的,因而在复合材料的材料设计(如材料选取和组合方式的确定)、加工工艺过程(如材料铺层、加温固化)和结构设计过程中都存在力学问题。[/color]

  • 请问 无机粒子/热固性树脂复合材料,如何制样做红外?

    做无机粒子/热固性树脂复合材料,现在想知道无机粒子和树脂之间的键合方式,欲做红外分析。由于我用的树脂粘度很大,复合前是有色或无色透明的,复合后是不透明的。而且在热处理之后,材料硬且有点脆,请问如何制样做红外分析 ?谢谢各位关注 ![em23]

  • 俄科学家合成出一种光控纳米复合材料

    中国科技网讯 据俄罗斯科技网近日报道,莫斯科国立大学精细化工技术学院、俄罗斯科学院生化物理研究所和化学物理问题研究所的三个顶尖科研小组宣布,他们利用光敏配合基和硒化镉,成功合成了一种光控纳米复合材料。这种复合材料的性能可以通过改变特定波长的光照射而发生变化,可用于“智能”光敏控制设备。相关论文发表在《俄罗斯纳米技术》杂志上。 通过光线照射使光敏配合基的性能发生有针对性的变化,这是当前非常热门的研究领域。通常,这一研究领域的成果将有助于建立一些智能设备的原型,如分子光开关、光控逻辑模块、检测离子的传感器设备等等。研制出的最终产品将应用于生物信息学、纳米医学和其他一些应用科技领域。 科学家们成功地将配合基分子固定在硒化镉纳米粒子的表面,从而形成了复合连接。其中无机纳米硒化镉(科学家称之为量子点)具有荧光控制的特点。所谓荧光控制,是指一些原子和分子具有吸收较高能量的光子,然后释放能量较低光子的特殊能力,例如一些荧光染料,它们能够吸收太阳辐射出的不可见紫外线,然后自身发出可见光。这种光线的颜色很饱和,我们在舞厅里常常会看见这种荧光灯发出的光芒。硒化镉量子点的荧光特性毫不逊于有机荧光分子,后者在生物学和医学上广泛得以使用。例如,量子点发出的波长取决于纳米粒子的大小,通过改变纳米粒子的大小就可以指定它们发出波长的频谱区域,这一特性有助于建立具有良好灵敏度和清晰度的单分子光敏系统,其在纳米级无机量子点的研究中被广泛应用。 在此项研究中,科学家使用一个直径为3.7纳米的硒化镉粒子,这种纳米粒子尤其善于吸收最大波长为585纳米的可见光。光敏配合基根据光的影响而改变其配置能力,进而改变硒化镉量子点的荧光光谱和大小。在原始复合材料中可明显观察到波长598纳米的量子点荧光。用短波照射复合材料后,材料的配置发生变化,开始发出波长为670纳米的荧光。如果把复合材料放置在黑暗中或用可见光照射一段时间,配合基分子会自动恢复到原始状态,而复合材料也趋于最初的荧光特点。基于此原理,他们获得了这种通过改变特定波长的光照射来控制属性的复合材料。此外,这种变化是可逆的,复合材料可以很容易地返回到其原始状态。这一研究结果对构建光敏智能控制系统原型具有良好前景,可用于特殊领域的光敏开关。(记者 曲键) 《科技日报》(2012-05-26 二版)

  • TEC温度程序控制技术在复合相变材料蓄热性能测试中的应用

    TEC温度程序控制技术在复合相变材料蓄热性能测试中的应用

    [size=16px][color=#339999][b]摘要:针对定形相变复合材料热性能测试中ASTM C1784动态热流计法和ASTM C518稳态热流计法的高精度可编程快速温度控制问题,本文提出了采用单独两路TEC半导体热电加热制冷模组作为执行机构的解决方案。解决方案中还配备了不同加热功率的TEC控制电源模块、高精度热电阻温度传感器和超高精度PID程序控制器以构成闭环控制回路,模块式结构完全能满足两种热流计法的高精度温控需求,并便于快速搭建和开发相应的热流计法设备。[/b][/color][/size][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 问题的提出[/color][/size][/b][size=16px]在储能和建筑节能领域中,会使用各种新型的定形相变复合材料,这些PCM的储热性能测试通常使用ASTM C1784“采用热流计装置测量相变材料及其产品储热特性的标准测试方法”。[/size][size=16px]ASTM C1784方法是一种基于传统稳态热流计法隔热性能测试技术(HFM)的动态测试方法,称之为动态热流计法(DHFM),因此在稳态时可测量样品的导热系数,在动态时可测量样品的热焓和比热容。建立这种动态热流计法,主要是为了进行板状大尺寸相变材料多个热性能的测试,样品尺寸通常为边长100~300mm之间的正方形板材,这种尺寸易于从定形相变复合材料实际板材中取样测试,与DSC差热扫描量热仪测试中毫克量级样品形式相比更具有材料的代表性,也是DSC的一种补充拓展测试方法。[/size][size=16px]动态热流计法的测量原理如图1所示,其原理与低导热系数稳态热流计法基本相同,不同之处一是在样品的上下两面都安装有热流传感器,二是上下加热板的温度变化相同且同步,即被测样品上下两面始终处于等温边界条件。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.复合相变材料储热性能测试方法原理图,400,174]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306251820459091_947_3221506_3.jpg!w669x292.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 ASTM C1784测量原理示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px]动态热流计法可以测试不同温度下的热焓和比热容,同时也能测量相变材料的熔点温度区间,所以在测试过程中热板温度是以很小的间隔(如0.5~1℃)进行台阶式上升或下降,同时测量温度变化过程中的热流计输出信号,由此可确定不同温度下的测量结果。测试过程中样品上下两表面和样品中心处的温度和热流变化曲线如图2所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=02.复合相变材料储热性能测试过程中的温度和热流变化曲线,550,322]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306251821181625_6673_3221506_3.jpg!w690x404.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 C1784法测试过程中的温度和热流变化曲线[/b][/color][/size][/align][size=16px]从上述动态热流计法的测试过程可以看出,整个测试过程对样品表面的温度变化及其控制有以下几方面的要求:[/size][size=16px](1)台阶式温升控制过程要求产生尽可能小的温度超调,减少热流测量值的积分误差。[/size][size=16px](2)0.5℃甚至更小的温升步长或台阶,这就要求具有温度控制具有足够高的控制精度,如至少要达到0.02℃的控温精度才能实现不超过4%的测量误差。[/size][size=16px](3)测试过程中,需要通过多个台阶升温测试过程才能完成全温度范围的测试,整个测试试验过程非常漫长。为此需要每个台阶升温过程的时间尽可能短,特别是从一个温度上升恒定到下一个更高温度台阶时的用时越小越好,而且还需同时满足温度不超调要求。[/size][size=16px](4)整个控温过程除了快速和无超调外要求之外,还需能进行可编程自动温度控制,可根据温度范围和温度变化步长设置温度变化程序控制曲线,由此可实现整个过程的自动测试。[/size][size=16px]为了实现动态热流计法温度控制过程中的上述几个方面要求,本文提出了以下的解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px]在储能和建筑节能领域,大量使用的是相变温度较低(几十摄氏度)的定形相变材料,因热流计的使用温度较低,因此动态热流计法也只能适合这类较低温度的复合相变材料。由此,上述动态热流法温度控制过程中所需解决的问题就是一个100℃以下的高精度快速温度控制问题。[/size][size=16px]为了在10~100℃范围内实现上述高精度可编程快速温度控制,解决方案采用的TEC半导体热电片作为热板的加热器件,在此温度范围内TEC所具备的加热和制冷功能,结合高精度热电阻温度传感器和超高精度可编程PID调节器,可实现温度快速和高精度的程序控制。整个TEC温控系统结构如图3所示。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=03.可编程TEC半导体热电温控系统结构示意图,690,328]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306251821401288_6099_3221506_3.jpg!w690x328.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图3 可编程TEC半导体热电温控系统结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px]在图3所示的TEC温控系统中,除充分利用TEC器件的加热制冷特殊功能之外,为了保证温度变化的高精度、快速和可编程控制的技术要求,本解决方案还对温度闭环控制回路的结构和其他相关器件进行了以下设计和配置:[/size][size=16px](1)样品上下两面的温度采用各自独立的TEC模组进行温度控制,即两个TEC闭环温度控制回路。这种结构既可以用来执行ASTM C1784 动态热流计法测试,又可以执行ASTM C518热流计法测试,区别只是上下两个热板的温度控制程序不同。 [/size][size=16px](2)特制的TEC控制电源可根据TEC热电片加热制冷功率来进行选择,适用于多个TEC片的串联或并联使用,以满足不同样品尺寸大小的温控需要。[/size][size=16px](3)温度传感器采用了较高精度的热电阻温度传感器,如铂电阻或热敏电阻温度传感器,由此可至少达到优于0.02℃的测温精度。[/size][size=16px](4)在高精度温度传感器基础上,为了保证控制精度,解决方案中特别配备了高精度的可编程PID控制器。此控制器的最大特点是采集和控制精度高,具有24位AD和16位DA,采用了双精度浮点运算,可使最小控制输出百分比达到0.01%,比普通的PID控制器提高了1~2个数量级。[/size][size=16px](5)解决方案所配置的高精度控制器同时还具备程序控制功能,支持20条程序曲线的编辑。还具有PID参数自整定功能和标准MODBUS协议的RS 485通讯接口,控制器自带的计算机软件可在计算机上运行,通过通讯接口计算机可直接运行控制软件,可进行所有参数的设置,控制参数和过程参数的显示和存储。[/size][size=16px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px]综上所述,通过本文的解决方案可以高精度和快速的实现动态热流计法测试中的温度控制,同时也能满足稳态热流计法测试中的温度控制需要。特别是模块式结构非常便于搭建和开发相关的定形相变复合材料热性能测试仪器,自带的功能强大的控制软件避免了再进行繁琐和较大工作量的软件程序编写。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]

  • 【分享】碳复合耐火材料

    碳复合耐火材料[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=70392]碳复合耐火材料[/url]

  • 【分享】新式橡胶材料功能独特 拥有记忆功能并能耐低温

    【分享】新式橡胶材料功能独特 拥有记忆功能并能耐低温

    日本科学家近日用碳纳米管合成了一种特殊的“钢筋铁骨橡胶”材料,这种材料有着独特的性能,即它不仅能在极端高低温的条件下仍然保持弹性,而且无论将它折成什么形状,它都会自动恢复原状。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/12/201012150836_267084_2193245_3.jpg 日本科学家近日研究出一种在任何极端温度下都不会损坏的特殊的“钢筋铁骨橡胶”材料  据悉,这种新型碳纳米管“橡胶”其实是一种名为粘弹性物质传统材料,它的外表看起来很像泡沫耳塞,又像普通的橡皮擦。这种材料无论被怎样扭曲、拉伸,弯曲,甚至被穿透,到最后都会恢复到原始状态。这种“橡胶”材料有着令人惊讶的“钢筋铁骨”,它能抗低温,例如木星最大卫星“泰坦”上的低温;耐高温,例如在宇宙中近距离接近太阳时的高温,如果将它作为宇宙飞船的制作材料,那么人类的宇宙飞船将会“所向披靡”。总之,这种“钢筋铁骨橡胶”材料在各种恶劣的条件下都会保持原有的弹性。  由于这种“钢筋铁骨橡胶”具有这些特殊功能,所以它能够被广泛的应用到各个领域。例如,如果将它做成泡沫耳塞,它就会起到很好的抗噪音作用;如果将它做成汽车的轮胎或者人们的鞋底时,它又能起到很好的防磨损作用;当将它作为汽车减震器的材料时,它“体内”的碳纳米管材料还能发挥独特的导电作用,可以为车辆节约燃料并再造一定量的电量。研究人员表示,这种材料还能被应用到人们的日常生活中。例如,它可以被用来制作衣服,有了这种材料的衣服,人们就不用担心衣服会出褶皱,因为无论怎么卷,它都会恢复成原样。  科学家表示,尽管这种材料很独特,但它昂贵的价格不适合大众使用。迄今为止,还没有出现大规模使用这种材料的案例。但是科学家表示,他们会在未来大规模的适用这种物质,为人们生活提供更多方便。

  • 【6月15日直播】多位大咖相聚直播间,共探复合材料性能表征与评价

    【6月15日直播】复合材料性能表征与评价【1】陈新文(中国航发北京航空材料研究院):聚合物基复合材料疲劳试验方法【2】程小全(北京航空航天大学):湿热环境下复合材料机械连接结构破坏行为【3】包亦望(中国建筑材料科学研究总院):陶瓷涂层膨胀系数与残余应力测定【4】白瑞祥(大连理工大学):基于分级测试数据校验的大型复合材料结构失效行为的预测方法【5】周立明(吉林大学):磁电弹复合材料多物理场耦合光滑有限元计算表征【6】黄培(重庆大学):特种复合材料的研究 [img]file:///C:/Users/liuyw/AppData/Local/Temp/75f8bf5f-621e-4709-aa7e-e9e9d603baae.png[/img]报名参会:[url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FHCL/?bbs[/url]

  • 复合材料 红外透射遇到的问题。

    某种高分子和氧化铝纤维复合的材料,想通过红外定性里头的高分子成分。已经把它磨成粉,明天做红外。想问里头的氧化铝会对结果有影响么?

  • 【免费分享】功能与智能材料结构演化与结构分析-电子书

    一本非常不错的书,欢迎大家看完后讨论~~作者:王中林、康振川出版社:科学出版社出版日期:2002功能与智能材料结构演化与结构分析-内容简介本书从键合、分子轨道、配位出发,将原子尺度晶体结构基础与化学相结合,论述了氧化物功能材料中的一系列晶体结构系统,把结构演化与稀土和过渡金属元素的混合价相联系,总结和探讨了功能和智能材料的性能与结构的本质联系和演化规律,从而为开发新型材料提供了基础。又从理论与实际方法上论述了分析、研究、表征这些功能材料原子分辨结构、化学和价结构分析的现代电子衍射和电子显微学方法;本书可作为材料科学、物理学、材料现代测试分析技术等专业研究生、高年级学生和大学教师的教科书、教学参考书,也是从事相关工作的科研人员和工程技术人员的重要参考书。本书英文版已被美国、法国的多所高等院校选用作为研究生教材。【图书目录】 第一篇 结构与结构演化 1 结构 键合和性能   1.1 晶体结构   1.2 结构、键合和性能   1.3 配位数和配位多面体   1.4 同型性和多型性   1.5 结构和化学键   1.6 配位场理论   1.7 配位场稳定化能  1.8 过渡金属的配位多面体  1.9 分子轨道理论  1.10 能带理论  1.11 混合价化合物和功能材料  1.12 结构转变和稳定性  1.13 材料的性能   1.14 结构和性   1.15 功能材料   1.16 小结  2 氯化钠及金红石相关结构系统  2.1 岩盐结构  2.2 具有氯化钠结构的非化学计量化合物  2.3 金红石结构及其衍生结构  2.4 金红石结构的特性  2.5 金红石相关结构的演变  2.6 非化学计量化合物和结晶体学剪切面  2.7 小结 3 钙钛矿及相关结构关系 4 萤石型和相关结构系统 5 软化学:从结构单元通向材料工程之路第二篇 结构表征 6 结构分析用电子晶体学 7 功能材料的结构分析 8 功能材料的化学和价结构分析 附录A 物理学常数、电子波长与波数附录B1 晶体学结构系统附录B2 计量晶体学数据的FORTRAN程序附录C 几种晶体结构的电子衍射花样附录D 计算机TEM中单价损EELS谱的FORTRAN程序参考文献中英文主题词对照索引材料索引后记

  • 定形相变复合材料热性能标准测试方法及其改进

    定形相变复合材料热性能标准测试方法及其改进

    [table][tr][td][color=#cc0000]摘要:本文针对测试定形相变材料热性能的 ASTM C1784 动态热流计法(DHFM),从另外一个角度介绍了这种测试方法的具体实施过程,使得 ASTM C1784 更容易被理解、掌握和推广应用。同时,本文分析了 DHFM 方法在工程应用中存在的问题,并提出了具体技术改进措施,以便进一步研究工作的开展和真正解决各种大尺寸相变复合材料热性能的准确、可靠和快速测试问题,以便建立更具有工程应用实际意义的新标准测试方法。[/color][/td][/tr][/table][align=center][img=,690,389]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712172114_9883_3384_3.png!w690x389.jpg[/img][/align][color=#cc0000]1. 引言[/color] 相变材料(PCM)利用其熔融潜热以达到热存储或对环境或系统进行温度调控目的,在建筑结构中越来越多的发现PCM的应用可以降低建筑能耗和调节室内温度。其基本原理是白天 PCM 吸收部分建筑热载荷并产生熔化,而在较低温度的夜间PCM冻结释放出热量,由此来稳定控制建筑物室内空间内温度。 数值研究和现场试验表明,随着PCM 在建筑物围护结构中的应用,负荷峰值小时得以减少,峰值需求时间得到移动,可节省高达25%的制冷能源消耗,并明显提高生活舒适度。 过去的三十多年中,建筑法规越来越强调节能和能效,这导致建筑中普遍使用各种隔热技术。另一方面,PCM 技术在建筑领域中几乎没有什么实质性应用主要是因为它的初始成本要高于隔热技术,以及性能方面的问题,如易燃性和相变性能老化严重等。在过去的几年中,随着PCM材料研究、封装技术、相稳定方法和阻燃剂等方面的发展已经解决了阻碍PCM 应用的大部分问题。最近的研究表明,对于现存的隔热材料改造项目,更换或添加常规隔热材料可能并不总是改善建筑围护结构热能性能最划算的解决方案。 由于 PCM 性能和成本竞争力的提高,近年来市场上推出了多种集成 PCM 的建筑产品,如 PCM 墙体、PCM 增强隔热材料等。这些 PCM 集成部件的动态特性或相变特性,主要包括相变温度区间、潜热性能、过冷和滞后性能以及隔热性能,这些性能的准确测试对预测PCM 产品在整个系统尺度范围内的蓄热和节能潜力至关重要。在早期应用中,具有纯的和均匀的PCM 集成入建筑部件中,如大型PCM壁芯、PCM 壁管。因此,利用单纯 PCM 的动态特性对 PCM 集成产品进行能量或热性能分析已成为一种普遍做法。传统上采用差分扫描量热仪(DSC)测量 PCM 产品中的纯 PCM 成分的动态特性,然而 DSC 方法适用于典型毫米尺度和毫克质量量级的样品,DSC 法还要求样品在成分上要相对均匀。 目前最先进的 PCM 产品与早期 PCM 应用完全不同,目前的 PCM 多是以毫米尺度包裹在结构件内部,例如 PCM 增强石膏板、形状稳定(Shape Stabilized)的定形 PCM 板和 PCM 纤维增强隔热材料等。这些 PCM 集成部件的动态热性能取决于几个关键指标,如构件内 PCM 的质量分数、构件的热容量和导热系数,以及存在的添加剂(火阻燃剂、导电抑制剂、粘合剂)。此外 PCM 本身的动态特性可能会因为周围材料和外来材料的引入而产生变化,因此PCM 集成构件的动态特性与纯 PCM 的动态特性相比有显著差异。 先进的 PCM 产品在尺寸和质量上都会变得更大更重,而且在组合中往往非常不均匀而无法作为 DSC 测试中样品。此外,大量的研究表明采用 DSC 测试系统所进行的单纯 PCM热性能测试在可靠性和测试结果方面大多存在严重问题,需按照特定的操作规程执行才能得到准确结果,由此通过DSC 得到的数据用于蓄热和节能模型计算时普遍造成性能评价的不精确性。 数值计算和实验研究表明,在建筑围护结构中加入 PCM 会显著提高建筑能耗性能,但需要对 PCM的动态特性进行准确测量才能完成整个建筑的能耗模拟。此外,准确的动态测试数据对于优化建筑物内PCM 的分布和位置、最大限度实现节能至关重要。 针对大尺寸 PCM 集成部件和产品的动态热性能的准确可靠测试,实际上面临着严峻的挑战。过去仅有的成熟的热性能测试评价方法一般是利用DSC 进行测试,有时采用 T-history 法测量有限数量的材料。不幸的是DSC 方法需要较小且相对均质的测试样品,在许多PCM 增强结构产品中这一要求不切实际,因为这些材料不是均质材料,在PCM 基混合物或复合材料情况下小样品不具有代表性。 为了解决大尺寸 PCM 集成部件和产品动态热性能的准确可靠测试问题,近些年来研究了一种实验室级别的测试方法,这是一种基于传统稳态热流计法隔热性能测试技术(HFM)的动态测试技术,称之为动态热流计法(DHFM)。HFM 已经被广泛用于材料的稳态导热系数测量,DHFM 方法则是将HFM法进行了升级,这些升级通过对现有 HFM 设备的最小化改造和廉价硬件升级来实现对 PCM 复合材料热性能的准确测量。基于 DHFM 技术,美国 ASTM 在2013年制定了一个新的测试标准:ASTM C1784-13“采用热流计装置测量相变材料及其产品储热特性的标准测试方法”,并在2014年颁布的修订版。尽管DHFM 方法在工程实践中还存在一些不足,但至少使得在科学和工程领域对相变复合材料和相变材料增强产品获得了一个可靠和准确的测量工具,解决了一个标准测试方法有无问题。 上海依阳实业有限公司是从事材料的热物理性能测试技术研究和测试仪器生产的专业性机构,对传统稳态热流计法(HFM)测试技术有过深入的研究和深刻的理解,同时也生产这种测试仪器。通过对相变材料热性能测试方法(DHFM)的研究,证明了这种方法确实是一种现阶段比较有效的实验室级别的测试技术,对标准尺寸的相变复合材料样品的热性能可以做出准确的测量,但也在工程实践中发现了大量存在的具体问题。 本文针对测试定形相变材料热性能的 ASTMC1784 动态热流计法(DHFM),从另外一个角度介绍了这种测试方法的具体实施过程,使得 ASTMC1784 更容易被理解、掌握和推广应用。同时,本文分析了 DHFM 方法在工程应用中存在的问题,并提出了具体技术改进措施,以便进一步研究工作的开展和真正解决各种大尺寸相变复合材料热性能的准确、可靠和快速测试问题,以便建立更具有工程应用实际意义的新标准测试方法。[b][color=#ff0000]由于本文篇幅较大并涉及大量公式,不便在帖子上进行编辑,全文内容已做为附件呈上,请多原谅。附件全文为适合手机浏览的PDF格式文件。[/color][/b]

  • 【免费研讨会抢先知】只需一下午,深度了解复合材料与技术,这个冬天、暖气不足知识足

    复合材料可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,对现代科学技术的发展,发挥着十分重要的作用。目前,复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。基于此,仪器信息网将于2019年11月26日组织举办“复合材料与技术”网络研讨会,从科研和工业的角度围绕广大用户感兴趣的技术领域组织报告。针对当下复合材料学相关研究热点进行探讨,并为相关从业人员搭建研究与检测技术应用端与仪器设备供应端的交流平台,促进我国复合材料学相关仪器技术及应用的发展。[align=left]推荐网络研讨会:[b][color=#ff0000][b][b][size=16px]“复合材料与技术”主题网络研讨会[/size][/b][/b][/color][/b][/align][align=left][b]举行时间:[color=#ff0000]2019[/color]年[color=#ff0000]11[/color]月[color=#ff0000]26[/color]日[color=#ff0000] 下午14:00[/color][/b][/align][align=left][b][color=#990000]嘉宾:[/color][/b][/align][b]陈新文(中国航发北京航空出来研究院)李琴梅(北京市理化分析测试中心)[/b][align=left][b]李建海(吉林大学)[/b][/align][align=left][b]范金娟(中国航发北京航空材料研究院)[/b][/align][align=left][b][color=#990000]报告题目:[/color][/b][/align][align=left][b]聚合物基复合材料力学试验中的一些关键问题[/b][/align][align=left][b]复合材料检测技术与应用研究[/b][/align][align=left][b]材料复杂载荷加载与原位测试[/b][/align][align=left][color=#333333][b]......[/b][/color][/align][align=left][color=#333333]点下面链接[/color][size=24px][color=#ff0000][b]免费[/b][/color][/size][color=#333333]报名占位,11月26日不见不散![/color][/align][url]https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/CMT/[/url]

  • 再也不用撒盐和铲雪:可自动熔化道路冰雪的新型复合相变材料

    再也不用撒盐和铲雪:可自动熔化道路冰雪的新型复合相变材料

    美国德雷克塞尔大学的研究人员最近研制出一种新型相变混凝土材料,用这种材料铺设的道路可以在冬季具有自动融雪化冰功能,他们的秘密就是在道路混凝土混合物中加入一点石蜡。[align=center][img=,600,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711052058_01_3384_3.jpg!w600x400.jpg[/img][/align] 由美国德雷塞尔大学助理教授Yaghoob Farnam博士领导的研究团队最近在“水泥与混凝土复合材料”期刊上发表的一篇论文中,描述了采用石蜡油(一种典型蓄热相变材料)使混凝土储存和释放热量以熔化路面积雪方面所做的研究工作。[b][color=#ff0000]1. 目前国内外常用化雪除冰措施及存在的问题[/color][/b] 目前国内外常用的化雪除冰措施一般是在下雪之前对路面进行预先撒盐,这有助于防止路面结冰和下雪后留出一些时间来进行除雪,有时也会在盐中加入沙子。通常配制高浓度的盐溶液进行路面喷洒,主要使用氯化钠,有些地方还使用氯化钙或氯化镁。下雪后通常会使用干盐和沙子进行路面喷洒,同时也会用铲雪车进行快速清理。[align=center] [img=,600,301]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711052058_02_3384_3.jpg!w600x301.jpg[/img][img=,600,329]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711052058_03_3384_3.jpg!w600x329.jpg[/img] [/align] 大量使用盐首先不利于环境,其次是对人行道或道路影响,它使周围土壤咸性并伤害植被。在路面上的盐会使混凝土或沥青变质冰产生冻融破坏和路面剥落问题,这使得政府部门每年花费大量经费修复或重建路面,寒冷地区的大部分路面破坏来自于水冻结以及大量使用盐。[align=center][img=,600,449]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711052100_01_3384_3.jpg!w600x449.jpg[/img][/align] 在比较寒冷地区,环境非常恶劣,寒冷的天气、冻结和解冻循环和大量使用除冰剂对道路产生很强的破坏性。在寒冷温度下大多数材料变得更脆,很容易破碎或损坏,如果再把冻融的冰水浇在材料上,这将更会加重材料损坏。 另外,当水结成冰后会使得自身体积膨胀9%,如果水渗入路面然后结冰,体积膨胀会造成内部压力而破坏路面。另外大量使用的盐会与路面材料产生化学反应并导致材料退化,这方面已经做了大量研究工作证明了盐是如何破坏混凝土路面。这就是为什么在冬天道路看起来会退化得更快,春天到来后路面上似乎总是有更多的坑洼的原因。[align=center][img=,600,442]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711052100_02_3384_3.jpg!w600x442.jpg[/img][/align] [b][color=#ff0000]2. 破损道路修补面临的困境[/color][/b] 如果没有资金进行大规模的基础设施改进,国内外基本都采用“快速修补”这一无奈措施来处理基础设施日益恶化的情况。 之所以称之为无奈之举,是因为尽管可以对破损道路打补丁,这些补丁也会起到道路平坦的作用,但所面临的问题是需要中断交通并快速完成修复和打补丁。通常将道路中断后,道路修复的唯一时间段是在夜间的几个小时内。这将带来另一个严峻问题,就是在这个时间段打补丁并不能做到补丁合理的填补和粘接,这就是为什么我们总是年复一年在同一地点看到损坏的原因。 尽管试图研究提高混凝土路面质量,设法缩短路面修复施工时间,这都是交通和交通管理部门所追求的目标,毕竟道路封闭的时间越长管理部门会面临更多的指责,但这不是一个长期正确有效的解决方法。[b][color=#ff0000]3. 具有自动融雪除冰功能的新型道路材料[/color][/b] 为了解决冬季交通所面临的严峻挑战,国内外研究人员一直在寻找一种更好的冬季道路融雪除冰方法。 美国德雷塞尔大学Yaghoob Farnam博士领导的研究小组与普杜大学和俄勒冈州立大学的研究人员合作,首先证明使用相变材料作为环境友好的除雪替代品可以与标准的撒盐和铲雪方法一样有效。 研究团队将具有蓄热和放热功能的相变材料灌装进多孔轻质骨料或嵌入式管道再复合到混凝土中,在冷却过程中相变材料从液体转变为固体并释放出热量用于融化冰雪,由此抑制路面或桥面上冰雪的形成,从而可以减少或消除对现有除雪方式的需求、节省资金和减少对环境的影响。 研究团队选用石蜡油做为相变材料。石蜡油是蜡烛、蜡抛光剂、化妆品和防水化合物中的常见物质,因为它是有机物且应用广泛、化学稳定性好并相对便宜,所以它们是这种技术改良的首选材料。与所有相变材料一样,石蜡油在物理状态发生变化时会释放出热能,这意味着随着温度下降,油开始凝固,通过熔化潜热释放能量。这意味着石蜡油可以设法置入到路面上,使道路路面具有融雪除冰能力,从而在下雪时或需要除冰时路面具有一定温度。 为了测试相变材料及其构件融化冰雪的能力,研究团队制作了一组混凝土板,其中一块混凝土板包含石蜡填充管、一块已灌装石蜡的多孔轻质骨料的混凝土板,以及一块无石蜡灌装的多孔轻质骨料做为参比的混凝土板。每块混凝土板都被密封在一个冻融室内,然后用大约125mm厚实验室制造的“雪”进行覆盖。[align=center] [img=,600,398]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/11/201711052100_03_3384_3.png!w600x398.jpg[/img][/align] 冻融室内的温度保持在0~6℃之间,两块石蜡处理过的混凝土板能够在25小时内完全融化雪,而参考混凝土板上仍然冻结着积雪,包含石蜡填充管的混凝土板要比灌装石蜡的多孔轻质骨料混凝土板更快一点的将雪融化。研究团队认为这是因为管子内部的石蜡能够更快速凝固和释放出能量,同时因为管径非常规则,而骨料孔隙的直径大小不一。 但在第二次实验中,先将冻融室内的环境温度降低至冰冻然后再覆盖积雪,此时封装了石蜡骨料的混凝土板就要比嵌入石蜡管的混凝土板化雪更有效,这是因为毛细管孔隙压力延迟了石蜡的冻结,从而使其在更长时间内释放热量。当需要融雪或除冰时,混凝土会受到各种温度变化的影响,多孔轻质骨料中的不同孔径尺寸会使得石蜡逐渐放热,这会更有利于融雪。因此研究团队认为使用多孔轻质骨料结构可能是更具有潜质的方法,因为它很容易进行工程实施,并且可以覆盖不同地区化雪除冰的环境条件,尤其是特别寒冷地区桥梁和道路上的融雪或除冰。[b][color=#ff0000]4.需要进一步开展的研究工作[/color][/b] 这种可自动熔化道路冰雪的基础设施技术的首要用途之一可能是在机场,机场跑道上要求不能存在积雪和冰面,这在冬天来说是至关重要,也是一个永久性的挑战。做为加热型机场路面项目之一,美国联邦航空局已经开始支持此项可自动熔化道路冰雪的复合相变材料研究工作。 美国德雷塞尔大学Yaghoob Farnam博士领导的研究团队认为在此项目研究中还需进一步开展的工作包括以下几方面的内容: (1)尽管相变材料石蜡的热性能可以采用差热扫描量热技术进行测试,但差热扫描量热技术测试样品非常小,对加入石蜡后的大尺寸混凝土非均质材料的热性能则无法测试,不能准确量化混凝土板吸热和放热能力,由此无法准确设计真正工程用混凝土制作的工艺参数,还需要开发新型大尺寸工程材料的量热测试技术,以实现能直接测量各种结构形式的相变复合材料构成的混凝土。 (2)需要进行更深入的研究来进一步了解影响混凝土施工的其他因素,包括含有相变材料时混凝土老化和硬化性能以及不同地区相变材料的热性能。 (3)还需要更好地了解它对混凝土路面耐久性、防滑性和长期稳定性的影响。

  • 【求助】(木屑+pp)复合材料的比重如何测量?

    [size=4][color=#00008B]请教各位使用比重天平,可以测量空气中和水中重量的直读电子比重天平如何测量(木屑+pp)复合材料的比重,因为木屑会吸水,如何才能准确测量?是否该使用油替代水作为介质,有没有做过的朋友。帮下忙,谢谢[/color][/size][color=#DC143C]注:该材料是55%木屑,45%PP,颗粒状[/color]

  • 【转帖】纳米材料几个热点领域的新进展

    纳米材料几个热点领域的新进展  一、纳米组装体系的设计和研究  目前的研究对象主要集中在纳米阵列体系;纳米嵌镶体系;介孔与纳米颗粒复合体系和纳米颗粒膜。目的是根据需要设计新的材料体系,探索或改善材料的性能,目标是为纳米器件的制作进行前期准备,如高亮度固体电子显示屏,纳米晶二极管,真空紫外到近红外特别是蓝、绿、红光控制的光致发电和电子发光管等都可以用纳米晶作为主要的材料,国际上把这种材料称为“量子”纳米晶,目前在实验室中已设计出的纳米器件有Si-SiO2的发光二极管,Si掺Ni的纳米颗粒发光二极管,用不同纳米尺度的CdSe做成红、绿、蓝光可调谐的二极管等。介孔与纳米组装体系和颗粒膜也是当前纳米组装体系重要研究对象,主要设计思想是利用小颗粒的量子尺寸效应和渗流效应,根据需要对材料整体性能进行剪裁、调整和控制达到常规不具备的奇特性质,这方面的研究将成为世纪之交乃至下一个世纪引人注目的前沿领域。纳米阵列体系的研究目前主要集中在金属纳米颗粒或半导体纳米颗粒在一个绝缘的衬底上整齐排列的二维体系。   纳米颗粒与介孔固体组装体系近年来出现了新的研究热潮。人们设计了多种介孔复合体系,不断探索其光、电及敏感活性等重要性质。这种体系一个重要特点是既有纳米小颗粒本身的性质,同时通过纳米颗粒与基体的界面隅合,又会产生一些新的效应。整个体系的特性与基体的孔洞尺寸,比表面以及小颗粒的体积百分比数有密切的关系。可以通过基体的孔洞将小颗粒相互隔离,使整个体系表现为纳米颗粒的特性;也可以通过空隙的连通,利用渗流效应使体系的整体性质表现为三维块体的性质。这样可以根据人们的需要组装多种多样的介孔复合体。目前,这种体系按支撑体的种类可划分为:无机介孔和高分子介孔复合体两大类。小颗粒可以是:金属、半导体、氧化物、氮化物、碳化物。按支撑体的状态也可分为有序和无序介孔复合体。  二、高性能纳米结构材料的合成  对纳米结构的金属和合金重点放在大幅度提高材料的强度和硬度,利用纳米颗粒小尺寸效应所造成的无位错或低位错密度区域使其达到高硬度、高强度。纳米结构铜或银的块体材料的硬度比常规材料高50倍,屈服强度高12倍;对纳米陶瓷材料,着重提高断裂韧性,降低脆性,纳米结构碳化硅的断裂韧性比常规材料提高100倍,n-ZrO2+Al2O3、n-SiO2+Al2O3的复合材料,断裂韧性比常规材料提高4-5倍,原因是这类纳米陶瓷庞大体积百分数的界面提供了高扩散的通道,扩散蠕变大大改善了界面的脆性。  三、纳米添加使传统材料改性  在这一方面出现了很有应用前景的新苗头,高居里点、低电阻的PTC陶瓷材料,添加少量纳米二氧化铣可以降低烧结温度,致密速度快,减少Pb的挥发量,大大改善了PTC陶瓷的性能,尺度为60nm的氧化锌压敏电阻、非线性阀值电压为100V/cm,而4mm的氧化锌,阀值电压为4kV/cm,如果添加少量的纳米材料,可以将阀值电压进行调制,其范围在100V~30kV之间,可以根据需要设计具有不同阀值电压的新型纳米氧化锌压敏电阻,三氧化二铝陶瓷基板材料加入3%--5%的27nm纳米三氧化二铝,热稳定性提高了2——3倍,热导系数提高10%——15%。纳米材料添加到塑料中使其抗老化能力增强,寿命提高。添加到橡胶可以提高介电和耐磨特性。纳米材料添加到其他材料中都可以根据需要,选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的,应用前景广阔。  四、纳米涂层材料的设计与合成   这是近1—2年来纳米材料科学国际上研究的热点之一,主要的研究聚集在功能涂层上,包括传统材料表面的涂层、纤维涂层和颗粒涂层,在这一方面美国进展很快,80nm的二氧化锡及40nm的二氧化钦、20nm的三氧化二铬与树脂复合可以作为静电屏蔽的涂层,80nm的BaTiO3可以作为高介电绝缘涂层,40nm的Fe3O4可以作为磁性涂层,80nm的Y2O3可以作为红外屏蔽涂层,反射热的效率很高,用于红外窗口材料。近年来人们根据纳米颗粒的特性又设计了紫外反射涂层,各种屏蔽的红外吸收涂层、红外涂层及红外微波隐身涂层,在这个方面的研究逐有上升的趋势,目前除了设计所需要的涂层性能外,主要的研究集中在喷涂的方法,大部分研究尚停留在实验室阶段,日本和美国在静电屏蔽涂层、绝缘涂层工艺上有所突破,正在进入工业化生产的阶段。  五、纳米颗粒表面修饰和包覆的研究   这种研究主要是针对纳米合成防止颗粒长大和解决团聚问题进行的,有明确的应用背景。美国已成功地在ZrO2纳米颗粒表面包覆了Al2O3在纳米Al2O3表面包覆了ZrO2,SiO2表面的有机包覆,TiO2表面的有机和无机包覆都已在实验室完成。包覆的小颗粒不但消除了颗粒表面的带电效应,防止团聚,同时,形成了一个势垒,使它们在合成烧结过程中(指无机包覆)颗粒不易长大。有机包覆使无机小颗粒能与有机物和有机试剂达到浸润状态。这为无机颗粒掺入高分子塑料中奠定了良好的基础。这些基础研究工作,推动了纳米复合材料的发展。美国在实验室中已成功的把纳米氧化物表面包覆有机物的小颗粒添加到塑料中,提高了材料的强度和熔点。同时防水能力增强,光透射率有所改善。若添加高介电纳米颗粒,还可增强系统的绝缘性。在封装材料上有很好的应用前景。

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