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聚合物基復合材料表面金屬化新技術
聚合物基復合材料表面金屬化常用的方法有真空蒸鍍金屬法、真空離子鍍金屬法、電鍍法、化學鍍法、電鑄法、表面直接噴涂金屬法等。這些方法各有其優缺點：如真空蒸鍍和真空離子鍍的鍍層厚度均勻，但所需設備昂貴且制件尺寸受設備大小限制，涂層較薄且制備成本較高。電鍍法工序復雜，鍍層附著力相對較低；化學鍍是大多數電鍍工藝中都必須涉及到的，通常作為塑料制品電鍍的前處理工藝，其優點是鍍層致密、孔隙率低、適用的基體材料范圍廣，可在金屬、無機非金屬及有機物上沉積鍍層；缺點是鍍液壽命短、穩定性差，鍍覆速度慢、不易制備厚涂層，存在環境污染。電鑄法可制取高光潔度、高導電性、高精度、內腔結構復雜的制件，但每做一個制件就需一個模具，模具成本高、生產周期長。熱噴涂法是把金屬顆粒加熱到熔融狀態后沉積到基板或工件表面形成涂層；但聚合物基板材料的熔點很低，熱噴涂時熔融金屬顆粒和高溫焰流將對聚合物基板材料表面產生嚴重的破壞；而且由于熱噴涂的加熱溫度較高，所制備的金屬涂層由于氧化和孔隙的產生很難滿足使用要求。 冷噴涂技術不需要或者只需要很少量的熱量輸入，加熱溫度低、顆粒飛行速度高，這就有效防止了熱噴涂時的熱影響，減少了基體表面三維畸變，涂層中氧化、相變的發生，涂層殘余熱應力小，可制備厚涂層；另外，與熱噴涂一個相同的技術優勢是通過機械手挾持噴槍或者把基體工件放在數控工作臺上，能夠實現對一些復雜表面、較大工件的噴涂，加工靈活，適應性強。目前可制備純Al涂層和Al-Cu等多層結構。 已申請專利：“一種聚合物基復合材料表面金屬化涂層的制備方法及裝置”，中國發明專利申請號：201010588064.X.，專利申請時間：2010.12.14，專利公開日：2011.05.18
北京科技大學
2021-04-11
氫能源車用納米結構鎂基合金復合儲氫材料
針對車載氫能源的難題，開展納米結構鎂基合金復合材料儲氫研究，特別開展了 Mg 納米線的儲氫性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的輕質儲氫材料之一，但其緩慢的吸放氫動力學和相對高的操作溫度，限制了它的發展。為了改善鎂基材料的儲氫性能，通過氣相傳輸的方法制備了不同形貌的 Mg 納米線。結果表明，改變載氣流速、傳輸溫度和沉積基底，可以控制 Mg 納米 10線的長度和直徑。測試結果顯示，Mg 納米線降低了脫附能壘，改善了熱力學和動力學性能。實驗結果顯示，直徑為 30-50nm 的 Mg 納米線具有良好的可逆儲放氫性能。 研究成果發表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授權發明專利 2 項。
南開大學
2021-02-01
耐蝕鐵基形狀記憶合金石油天然氣管接頭
成果描述：國內油氣田站場生產管線用鋼管腐蝕都十分嚴重，干擾正常生產，每年損失為3億，耗資巨大，主要腐蝕部位為管子接頭處。本成果研究出一種鐵基形狀記憶合金新型功能材料和管接頭部件的生產工藝，為油氣田提供了一種既耐腐蝕又密封耐高壓免焊接、免補口的管道連接的新技術，包括配套的新材料、新方法和新裝備。本成果也可用于化工流程、家用純凈水管道的方便連接。市場前景分析：石油天然氣站場管線、化工廠管道連接、機械裝備壓力油管、家用飲用水管的連接。與同類成果相比的優勢分析：1、鐵基形狀記憶合金管接頭抗拉強度≥700Mpa,屈服強度≥350Mpa，延伸率＞20%，回復應力＞200 Mpa。 2、良好的耐腐蝕性能，能抵抗油氣開采產生的深井地下水（鹵水）的腐蝕。 3、耐壓不低于20 Mpa，可滿足石油天然氣地面管線的要求。 4、相對于目前焊縫腐蝕壽命提高2～3倍。 5、接頭化學成分穩定，輸送的飲用水可達到直接飲用的衛生標準。 國際先進。
四川大學
2021-04-11
一種玻璃纖維基光催化濾網的制備方法
本發明公開了一種玻璃纖維基光催化濾網的制備方法。包括以下步驟：1)對玻璃纖維束施加外力，加工成玻璃纖維網，在玻璃纖維網表面涂覆膠黏劑，膠黏劑與玻璃纖維網的重量比為1∶2～50；2)將重量比為1∶10～40的光催化劑與有機溶劑混合，超聲分散10～45min；3)將步驟2)的混合液以噴濺的方式負載到步驟1)的涂覆有膠黏劑的玻璃纖維網表面，光催化劑與玻璃纖維網的重量比為0.01～1.5∶1，干燥，得到玻璃纖維基光催化濾網。本發明具有方法簡便、無需煅燒，風阻小、透光性好，負載的催化劑不易脫落、光催化活性高等優點。所得組件適用于空氣凈化器等，可用于光催化凈化室內氣態有機污染物。
浙江大學
2021-04-11
環境友好型淀粉基木材膠粘劑生產技術
本項目采用來源豐富的天然可再生資源淀粉取代價格昂貴、日益枯竭的石油 單體，在酸解、氧化、接枝共聚多元復合改性的基礎上，優選復合單體、采用交 聯改性、添加一系列的助劑并引入乳液聚合工藝制備出性能優良、無甲醛游離的 環境友好型木材膠粘劑。項目累計申請發明專利 8 項(獲授權 6 項)，并已實現產 業化推廣和銷售。項目產品可有效解決甲醛殘留導致的室內空氣污染問題，并顯 著降低木材膠粘劑的生產成本，促進木材膠粘劑產業的健康發展。 創新要點 （1）通過多元復合改性提高淀粉所占比例最高可達 50%； （2）通過優選復合單體和改進工藝，產品達到了中高檔白乳膠的水平； （3）無甲醛源物質添加，產品無游離甲醛存在； （4）生產工藝簡單易行，對原料和設備的要求較低。
江南大學
2021-04-11
2－亞烴基環丁酮的一種制備方法
2-亞烴基環丁酮的一種制備方法,涉及合成砌塊亞甲基環丁酮的合成方法技術領域,該方法以環丁酮和醛酮為原料,在堿的催化下,通過羥醛縮合,一步直接合成較復雜2-亞烴基環丁酮.與傳統合成方法相比,本方法簡單,路線短,原料易得,反應條件溫和,反應易操作.使用本方法將大大降低合成成本,減少合成工作量,提高效率.
揚州大學
2021-05-07
原位自生TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料
鈦及鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、非磁性、線膨脹系數小等多種優點，特別是其比強度，在已有的材料中幾乎是最高的，因此，鈦主要應用在航空領域中以降低飛行器重量。隨著科技的發展，原來的鈦合金在某些方面已經不能滿足現代航空、航天的需求。鈦基復合材料既保持了鈦的優良性質又具有比鈦更高的比強度和比模量，可望成為航空航天與其它高技術領域中重要的結構材料。其中，原位自生復合材料，增強相是通過外加的化學元素之間發生化學反應而生成的。與傳統的外加法制得的復合材料相比，原位自生鈦基復合材料表現出以下優點：制備工藝簡單，可以用鈦合金傳統的冶煉和加工的設備制備大尺寸的鈦基復合材料，因此易于工業化生產；增強體和基體在熱力學上穩定，因此在高溫工作時，性能不易退化；避免了外加法帶來的界面污染等問題；原位生成的增強相在基體中分布均勻，表現出優良的機械性能。而TiC和TiB共同的特點是：熔點高，比強度、比剛度高和化學穩定性好；物理和機械性能優良；與鈦基體之間的熱膨脹系數差別小。因此TiC和TiB是鈦合金中較為理想的增強體，通過本研究開發的原位自生的TiC或(TiC+TiB)增強鈦基復合材料，具有優良的機械性能。 主要性能指標1.室溫抗拉強度大于1300MPa；2.室溫拉伸延伸率大于6.0%；3.600℃抗拉強度大于850MPa；4.600℃拉伸延伸率大于8.0%。
上海理工大學
2021-04-11
聚丙烯腈基炭微納米球及其制備方法
炭材料因其具有豐富的組織結構和許多優異的性能而獲得了廣泛的應用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纖維等炭材料早已深入到社會生活的各個領域并為人們所熟知，炭富勒烯及炭納米管的發現引起了人們對納米級炭材料的研究熱潮。炭元素同時可以形成球狀結構，粒徑大小范圍從幾十納米至幾十微米間的球形炭材料，由于具有耐熱、耐化學腐蝕性、強度高、粒徑大小及比表面積可調，可在吸附、儲能儲氣、納米器件、催化劑載體、潤滑劑等方面得到廣泛的應用。 從瀝青制備炭微球已為人們所熟知，具體方法有直接熱縮聚法、液相乳化法、懸浮法，所得到的炭球粒徑一般在幾十到上百微米。近年來興起了一些新的制備炭微球及納米球的方法，如加壓炭化法、電弧放電法、氣相沉積法、熱解法等，極大的豐富了炭微球及納米球的制備工藝。然而，這些方法總是存在這樣或那樣的局限性，如工藝繁瑣、收率低、產品不均一、成本高等。 本技術提供一種單純以聚丙烯腈為前驅體的生產炭微納米球的方法，該方法直接以聚丙烯腈球為前驅體制備炭納米球，無需共聚或包覆其它需去除性物質。該方法工藝簡單，產率高，適于大規模生產。 具體工藝包括： 1.聚丙烯腈球的無皂乳液聚合 將單體丙烯腈、無離子水以一定比例混合，氮氣保護下劇烈攪拌以除去空氣，然后升溫，加入引發劑進行乳液聚合，反應2～8h，得到白色聚丙烯腈乳液；將該乳液冷凍干燥后得到粒徑為150～500nm的聚丙烯腈球的白色粉末。 2.聚丙烯腈球的穩定化 將步驟（1）得到的聚丙烯腈微納米球粉末置于鼓風干燥箱中，程序升溫，在180～350℃進行預氧化穩定化處理，氧化時間為1～10h，得到棕色或黑色聚丙烯腈微納米球。 3.聚丙烯腈球的高溫炭化 將步驟（2）得到的穩定化后的聚丙烯腈球在惰性氣體保護下于700～1500℃程序升溫，進行炭化處理0.5～5h，得到黑色聚丙烯腈基炭微納米球。 球徑可控且純度極高，無需分離等后續工藝。如果進一步石墨化可獲得微納米石墨球。
上海理工大學
2021-04-11
苯乙烯類熱塑性彈性體基熱熔壓敏膠
熱熔壓敏膠是以熱塑性聚合物為主的膠粘劑。它兼有熱熔和壓敏雙重特性，在熔融狀態下涂布，冷卻硬化后對壓力敏感，施加輕壓便能快速粘接。與其他類型的膠粘劑相比，熱熔壓敏膠最大的優點是不含溶劑、低公害、涂布速度快、貯存時間長、自動化程度高、制備和使用簡單、制品成本低（其價格為溶劑型壓敏膠的50%～70%）。故熱熔壓敏膠廣泛應用于包裝、醫療衛生、書籍裝訂、無紡織物、標簽、表面保護膜、材料加工、建筑裝潢及制鞋等方面。 苯乙烯類三嵌段共聚物SIS、SEBS具有很好的使用性能和加工性能，廣泛地應用于熱熔壓敏膠的制備。尤其是SEBS，因其整個分子骨架是飽和的，以其為主體材料制備的膠粘劑具有優異的耐候性能和良好的耐寒性，因而SEBS在熱熔壓敏膠中的地位日趨重要。 本項目通過研究SIS、SEBS與各類增粘劑，增塑劑等組分的協同效應對熱熔壓敏膠性能的影響，解決了壓敏膠初粘性與持粘性之間的矛盾，所制備的熱熔壓敏膠粘劑具有“三高”，即高的粘附性、高的內聚強度和高的軟化點。
上海理工大學
2021-04-11
飛秒激光脈沖制備硅基微納結構光伏材料
太陽能作為一種潔凈和相對易于獲取的能源在未來的動力產品中將占有越來越大的比份。如何發展高光電能量轉換效率、高可靠性和低成本的太陽能電池是目前太陽能利用領域所面臨的關鍵問題。相對于第一代和第二代太陽能電池(轉換效率<<50％)，各國科學家紛紛研究不同的應用于第三代太陽能電池的新材料和新結構，目標是使光電轉換效率大于5 0％。近年來，一種具有微、納米量級特殊結構的光伏材料成為太陽能電池的研究熱點。利用飛秒脈沖激光在極短的持續時間內激發出極大的峰值能量，其在硅片的相互作用過程中具有很強的非線性效應，聚焦燒蝕硅表面很小的一塊面積，形成規則排列的微納米結構。這種微納米結構由于表面積增大，對入射光波有很大的吸收，且對光的敏感性提高了數百倍，這些性質對我們提高光電轉換效率具有很大的指導意義。這種材料與本底未處理材料的性質相比，材料帶隙減小，對光的敏感性提高了數百倍，這使得其對波長為250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比傳統材質的硅的比重低。這些奇特的光電和物理性質能進一步提高太陽能電池的光電轉換效率。根據光吸收效率，激子光量子效率，化學電勢效率以及填充因子計算總的光電轉換效率，普通硅基太陽能電池光電轉換效率只有1 5％，而基于微納結構光伏材料的太陽能電池轉換效率可望達到50%-60%。 針對國民經濟可持續發展在太陽能光伏技術方面的重大需求，發展利用超短脈沖激光制備具有優異光電轉化效率的微納結構光伏材料的新方法，以及通過探測光伏材料中非平衡載流子的能帶結構及微分負電導等特性，探知光伏材料的光電轉換效率，從而篩選出轉換效率較高的微納結構光伏材料，最終在發展新型、高效太陽能電池的新原理和新技術方面取得創新性突破，為我國研發具有自主知識產權的高效第三代光伏電池打下堅實基礎。
上海理工大學
2021-04-11