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炭化温度对竹炭粉粒电磁波吸收性能的影响研究

在隔绝空气条件下对毛竹进行500℃、600℃、700℃、800℃、900℃的炭化处理,采用XRD、SEM、网络矢量分析仪对竹炭形貌、结构、电磁波吸收性能进行研究.结果表明,一方面升高炭化温度可促进竹炭中石墨微晶的生长和提高石墨层面排列的规整性,从而提高竹炭的电导率,另一方面通过改变炭化温度可调节竹炭介电常数和磁导率,进而改善其电磁波吸收性能;炭化温度为800℃的竹发,吸收频段较宽,电磁波吸收效果最好,因此,竹炭粉粒是一种同时存在电损耗和磁损耗的轻质电磁波吸收剂,不规则的外形和大量孔径不同的孔隙所产生的内反射作用有利于提高其电磁波吸收性能.

关键词: 竹炭 , 炭化温度 , 吸收剂 , 吸波性能

竹炭及SiC陶瓷材料的结构与性能

江泽慧 , 任海青 , 费本华 , 张东升 , 岳永德 , 陈晓红

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.01.001

以毛竹、印度莉竹为原料,在氮气氛中炭化制得竹炭,然后于1450℃下采用熔融Si渗透技术制得SiC陶瓷材料.借助SEM、XRD、X射线能谱仪、TGA和万能力学试验机等测试手段对竹炭和SiC陶瓷材料的微观构造、物相构成、材料的微区成分、力学特性及竹材的热失重行为进行了分析.结果表明:竹炭及其SiC陶瓷材料都继承了竹材的各向异性和微观构造特征;竹基SiC陶瓷是一种包含单质Si、C和SiC多相成分的复合材料;由两种竹材制备的竹炭及其SiC材料在微观构造、相组成和抗压力学性能上表现出一定的差异性.

关键词: 竹材 , 竹炭 , SiC陶瓷 , 微观结构 , 抗压强度

炭化温度对竹炭微观结构及电性能的影响

江泽慧 , 张东升 , 费本华 , 岳永德 , 陈晓红

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2004.04.002

将5年生毛竹竹材在氮气氛下进行炭化处理,采用SEM、TGA、XRD、EDXA等研究炭化温度对竹炭微观结构、元素含量及其电阻率的影响.结果表明:随着炭化温度的升高,竹炭微观结构收缩程度增加,竹材经500 ℃、750 ℃和1 000 ℃炭化后,其横切面的收缩率分别是21 %、38 %和40 %,微晶结构趋于向石墨有序化的中间状态变化.竹炭不同部位的C元素含量和电阻率不同,并随温度变化而变化.500 ℃时C元素的质量分数为:表层(49.25 %)<内部(91.43 %)<内表层(95.53 %).竹炭电阻率在750 ℃发生明显的突变,表层、内部和内表层的电阻率比500 ℃时降低98倍～187倍.随着温度的升高,竹炭导电性增强的原因是由于石墨微晶尺寸增大和灰分含量降低所致.

关键词: 毛竹 , 炭化 , 微观结构 , 电导率

木纤维增强造纸脱墨污泥纤维板研究

刘贤淼 , 江泽慧 , 费本华 , 任海青 , 傅峰

材料导报

使用造纸污泥为原料、木材纤维为增强材料、酚醛树脂(PF)为胶粘剂,制造木材纤维增强污泥纤维板.木材纤维有2种增强方式,一种是置于污泥纤维板的上下表面,另一种是混合加入污泥纤维板.结果表明,木材纤维置于污泥纤维板上下表面的效果好于木材纤维混合加入污泥纤维板.增强方式及污泥纤维加入量对污泥纤维板的静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)、沸腾实验后内结合强度(IBb)、24h吸水厚度膨胀率(TS)等各项性能的影响显著.随木纤维量增加,材料的各项性能增强,在分层条件下当木纤维含量达到50%及以上时,各项力学性能才达到国家标准.

关键词: 造纸脱墨污泥 , 纤维板 , 木纤维

单板层积材热压升温曲线数值模拟的研究

余养伦 , 于文吉 , 江泽慧 , 王天佑

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.01.030

基于单板层积材热压升温曲线特征与马尔萨斯(Malthus)模型特征的相似性,通过类比方法,建立温度与时间的数学模型,采用SPSS程序的非线性拟合方法,求得升温速率系数k值;通过试验验证了模型的准确性,对比了理论与试验的温度曲线,并对结果进行了分析与讨论.结果表明,单板层积材热压升温曲线试验与理论曲线的R2值在0.95以上,单板层积材热压升温模型具有较高的可信度.k值与单板胶层所在位置的层数x呈线性关系,线性方程为k=-0.0019x+0.0199,R2值为0.999;k值与板坯层数x呈线性关系,线性方程为k=-0.0022x+0.0358,R2值为0.941.

关键词: 单板层积材 , 升温曲线 , 数学模型 , 拟合

瓦楞型竹束单板复合材料的制备及力学性能表征

陈复明 , 江泽慧 , 王戈 , 邱亚新 , 刘杏娥 , 程海涛

复合材料学报

探索了一种新型竹质工程构件——瓦楞型竹束单板复合材料(CBLC)的制备工艺,研究了三种典型铺装类型(Ⅰ型:(0°)6；Ⅱ型:(0°/90°)3；Ⅲ型:(90°)6)对其拉伸、双向弯曲、三维压缩性能的影响,同时利用数字散斑相关方法(DSCM)对其弯曲应变场信息进行了表征.结果表明:铺装类型对各项力学性能有明显影响,对于拉伸、纵向弯曲性能,Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型,对于横向弯曲,Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型.不同铺装类型下CBLC的拉伸断裂机制亦各不相同:Ⅰ型为延性断裂,Ⅱ型为逐渐分层断裂,Ⅲ型为脆性断裂.x和y方向应变场集中分布在试样底端最外层瓦楞波形连接处,且Exx＜Eyy.多重比较分析表明:抗压缩性能在三维方向上存在明显差异,且y＞x＞z；铺装类型对CBLC的抗压载荷、抗压强度有很大影响,而抗压模量差异不明显.

关键词: 竹质工程材料 , 瓦楞结构 , 力学性能 , 数字散斑相关方法 , 三维压缩

生物质基碳气凝胶制备及应用研究

杨喜 , 刘杏娥 , 马建锋 , 江泽慧

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.07.007

生物质材料成本低廉、碳源丰富,是碳气凝胶制备中最经济、环保和可持续性的原料.生物质基碳气凝胶展现出密度低、弹性高、比表面积大和导电性好等优异特性,有望广泛应用于电化学储能器件和吸附净化等领域.综述了生物质基碳气凝胶,如纤维素碳气凝胶、木质素基碳气凝胶、生物质衍生物基碳气凝胶以及碳气凝胶复合结构材料的制备工艺,总结了生物质基碳气凝胶在吸附和电化学等领域的应用研究.最后,分析了大规模制备结构均一和性能优良的生物质基碳气凝胶面临的机遇与挑战.

关键词: 木质纤维素 , 碳气凝胶 , 制备 , 基本特性

先进生物质复合材料在风电叶片中的应用

江泽慧 , 孙正军 , 任海青

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.03.024

竹材是生长速度快、性能好的生物质材料之一.由于竹材外侧性能远高于内侧,采用分级加工方法可制备由外侧到内侧的A、B、C、D级竹层积材.通过与其他风电叶片材料比较,A级竹篾层积材的性能超过了目前风电叶片使用的木层积材,与玻璃纤维增强塑料的性能接近.用这种先进生物质复合材料制作的新一代风电叶片,具有可再生性、加工消耗能源少、无废弃物、成本低、废旧产品易于处理等一系列优点.

关键词: 风电叶片 , 先进生物质复合材料 , 分级竹材 , 竹篾层积材

竹质工程材料的制造方法与性能

孙正军 , 程强 , 江泽慧

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.014

竹质工程材料是利用性能优良、可迅速再生的竹子为原料制造而成.主要的产品有:竹集成材、竹层积材和分级竹丝复合材料.在竹子生长、采集、加工、制造、使用和产品的废弃过程中,消耗能源少,无污染,是一种高性能的环保材料.与其它工程材料相比较,其最大的不足在于材料的均齐性.需要采用多种方法提高材料的均齐性,包括竹材的分级,规则化的加工、浸胶、定向预压、铺层组坯等工艺技术,以及采用规范的质量控制和检验方法,才能制造出符合要求的工程材料.其物理和力学性能良好,可广泛用于风轮叶片、船舶等领域.

关键词: 竹材 , 工程材料 , 竹集成材 , 竹层积材 , 分级竹丝 , 竹丝束

分级竹丝复合材料的原理与性质

孙正军 , 程强 , 江泽慧

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.015

竹子是性能最好的生物质材料之一,其生长迅速、材料来源广泛,成本低廉.竹材的结构是由竹纤维为主组成维管束,维管柬和薄壁细胞组成竹材.维管束在竹青一侧分布密集,选择竹青片为原料可制作高性能的竹丝.竹丝的均齐性好,具有良好的静态、抗冲击和抗疲劳性能.采用浸胶和预压方法制作预压料,经过预压料的铺层,热压压制,可制成性能优良的分级竹丝复合材料.该材料的性能可达到或超过玻璃钢,用于风轮叶片和船舶等重要工程.

关键词: 分级竹材 , 竹丝束 , 竹丝预浸料 , 分级竹丝复合材料

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