【摘 要】
:
纤维增强是提高水泥基复合材料性能的有效手段。如何使纤维增强水泥基复合材料的力学性能得到显著提升,同时具有良好的韧性和导电性,仍然是一个挑战。石墨烯、碳纳米管(CNT)等烯碳纤维因具有良好的柔韧性、力学和导电性能,引起了广泛的研究兴趣。本文提出将亲水化处理的石墨烯纤维(GF)和CNT纤维作为增强水泥基复合材料的新型纤维,研究了其对硫铝酸盐(SAC)水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响规律,并阐述
论文部分内容阅读
纤维增强是提高水泥基复合材料性能的有效手段。如何使纤维增强水泥基复合材料的力学性能得到显著提升,同时具有良好的韧性和导电性,仍然是一个挑战。石墨烯、碳纳米管(CNT)等烯碳纤维因具有良好的柔韧性、力学和导电性能,引起了广泛的研究兴趣。本文提出将亲水化处理的石墨烯纤维(GF)和CNT纤维作为增强水泥基复合材料的新型纤维,研究了其对硫铝酸盐(SAC)水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响规律,并阐述了相关机理。本文主要研究成果和结论如下:(1)采用湿法纺丝和氧等离子体刻蚀技术制备了亲水化GF,具有良好的柔韧性和水溶液分散性、较高的表面粗糙度和断裂拉伸强度(146 MPa)。研究了氧等离子体刻蚀石墨烯纤维(PGF)对水泥基复合材料力学和电学性能的影响,结果表明:在纤维掺量为0.3%时,复合材料7 d龄期的抗压和抗折强度分别达到18.6和3.7 MPa,相较于空白试样分别提高了 8%和28%;PGFs掺量的增加有利于在水泥基体中形成导电网络,其掺量为0.4%时,复合材料28 d龄期的电阻率为2.7 KΩ·cm,相较于空白试样(17.3 KΩ·cm)降低了 84%。(2)通过液相氧化法和化学改性法分别制备了羧基和羟基化CNT纤维,二者的断裂拉伸强度分别可达1.7和1.8 GPa、电导率分别可达3.43×103和3.36×103 S cm-1,具有良好的水溶液分散性。两种纤维均显著提升了水泥基复合材料的力学性能,羧基化CNT纤维的增强效果优于羟基化CNT纤维。研究了羧基化CNT纤维对水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响,结果表明:纤维掺量为0.5%时,复合材料28 d龄期的抗折和抗压强度分别达到4.8和28.3 MPa,较空白试样分别提高了 50.1%和32.8%,力学性能增强归因于纤维在水泥基体中的均匀分布及其与水化产物之间较强的界面作用。复合材料的电阻率随着纤维掺量的增加而降低,其渗流区间为0.4~1.5%,等效电路Rs(Q1R1)(Q2R2)(Q3R3)准确描述了复合材料的交流阻抗特征;复合材料的热导率随着纤维掺量的增加而增加,掺量为2.0%时,复合材料的热导率为0.55 W m-1K-1,是空白试样的1.44倍;导电和导热性能的提高归因于纤维在水泥基体中形成了相互搭接的网络结构。(3)进一步研究了鳞片石墨和羧基化CNT纤维协同增强的水泥基复合材料。鳞片石墨和羧基化CNT纤维在水泥基体中均匀分散,二维的鳞片石墨与一维的羧基化CNT纤维相互搭接,形成了多维度均一连续的网络结构。探讨了鳞片石墨对羧基化CNT纤维/水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响,结果表明:鳞片石墨掺量为1.0%时,增强效果较为显著;复合材料28 d龄期的抗折和抗压强度分别达到了4.3和25.8 MPa,电阻率和热导率分别为0.3 KΩ·cm和0.62 W m-1K-1;相较于未掺加鳞片石墨的复合材料,力学性能略有下降,然而导电和导热性能大幅提升,电阻率下降了 96%,热导率提高了29%。图54幅,表5个,参考文献101篇。
其他文献
十三行是清朝在世界贸易市场中唯一的合法代理机构,实施外贸管理政策,长期垄断外贸权。在不断深化的东西方贸易进程中,文化交流逐渐加深,十三行所在的广州地区逐渐成为东西方文化交流的重要场所,承接各种外贸订单的岭南加工厂传统刺绣工艺、技能、装饰审美逐渐与西方文化审美相融合,进而产生了特殊的地域文化,这一背景下的十三行刺绣工艺首饰包装、文具包装、服饰保证、生活用品包装逐渐成为市场的主流,实用性与审美性价值大
在当下素质教育背景下,发展学生的核心素养是立德树人的具体体现.核心素养是学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,培养具有核心素养的社会主义事业建设者和接班人,提高学校教学质量,推进教育改革,落实以学生为中心的教育理念,已成为一项重要课题.在把握核心素养涵义的基础上,提出跨学科学习活动是培育学生核心素养的重要途径.数学作为一门基础学科,其核心素养培育的重要性不言而喻,应贯穿于整个教学过程
本文以TiB2基陶瓷复合材料的高压制备、性能表征与反应机理分析为研究对象,通过改变组分、制备条件,制备了以TiB2为基体的三种陶瓷复合材料,对样品的反应机理进行了研究。使用XRD、SEM、电子密度分析天平、显微维氏硬度仪、激光导热仪和四探针测试仪等技术,对样品的相组成、微观形貌、相对密度、硬度、导热系数和电阻率等进行了表征与分析,研究了材料性能的变化规律,主要内容如下:以纯TiB2和B4C粉末为原
工业副产石膏的产出量和堆存量逐年增多,工业副产石膏的大量堆存,既占用土地,又浪费资源,产生飞尘或含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染,已经严重影响和制约了我国加快推进生态文明建设的战略进程,加快推进工业废石膏资源化利用刻不容缓。而采用工业副产石膏制备的α型高强石膏具有晶体发育良好、性能优异的特点,有着更为广泛的应用空间。因此制备α型高强石膏对提高工业副产石膏综合利用率和附加值有着重大意义
水泥的巨大需求导致生产硅酸盐水泥(OPC)熟料的高品位石灰石储量逐年急剧减少。因此探索替代高品位石灰石的原材料,如含镁量高的低品质石灰石成为水泥行业可持续发展迫切需要解决的问题。其中,最关键的问题是厘清Mg在OPC熟料相中的固溶行为及其对水化反应活性的影响,针对此问题,本论文结合实验和密度泛函理论,解决了以下问题:1.结合实验和DFT模拟确定了Mg在普通硅酸盐水泥(OPC)熟料相中确切的存在形式和
近年来,随着多种服务理念的提出与成熟,涌现出大规模不同领域的可用服务,为用户提供丰富的服务资源,极大地方便了用户的生活和工作。在大数据环境下,服务种类、服务数量的激增以及服务表现形式的多样性,使得用户难以在合适的场景下快速发现符合其需求的高质量服务,严重影响了用户体验以及服务资源的有效利用。因此,大数据环境下如何动态准确地感知用户的服务需求成为智能服务领域亟需解决的重要问题之一。针对不同的场景特征
跨学科主题学习是目前的热点问题。通过内容分析法,对人教版小学数学教科书中的跨学科内容进行统计分析。结果表明:人教版小学数学教科书跨学科内容主要来源于人文与社会科学类,经济学的内容最多;设置功能以知识应用为主,知识引入与拓展探究次之;融合模式以并列式居多,共享式、张网式和串线式相对较少。鉴于此,要完善教科书跨学科内容学科来源的分布,调整跨学科内容的融合模式,强化教师的STEAM教育理念,提升学生的跨
氯氧镁水泥(Magnesium oxychloride cement,MOC)具有早期强度高、可加工性能好,热膨胀系数低等优点,但由于低抗水性能限制了其应用。本文通过壳聚糖(CS)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、磷酸二氢钾(KH2PO4)等对MOC进行改性,以期研制一种具有高力学强度、可降解的生物活性骨水泥。(1)采用可降解高分子CS对MOC进行改性,研究改性MOC的软化系数、质量损失、离子释放、
提高小学科学教学质量既是“双减”政策提出的要求,也是落实“双减”政策的重要方法。“双减”背景下的小学科学教学应增强学科的探索属性,提高小学生在小学科学学习中的探究能力。文章阐述了提高小学科学课堂教学质量的重要性,通过问卷调查的形式,分析了当前小学科学课堂教学中存在的问题,在结合实践的基础上,提出了提高小学科学课堂教学质量的策略。
冬小麦是我国重要的粮食作物之一,叶绿素含量作为冬小麦光合作用和物质积累的基础物质,其含量的高低对冬小麦光合作用能力、生长营养状况和产量高低有良好的指示作用。传统的叶绿素含量测定方法费时、费力,且难以大面积推广,近年来随着高光谱遥感技术在农作物生长监测方面的发展,其为快速、无损估算农作物叶绿素含量提供了有效途径。论文以冬小麦为研究对象,选择北京市小汤山国家精准农业研究示范基地为研究区,利用ASD高光