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纳米复合材料研究进展

纳米复合材料研究进展
纳米复合材料研究进展

第20卷第1期2014年2月

(自然科学版)

JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)

Vol.20No.1

Feb.2014

DOI:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.07.054

纳米复合材料研究进展

杜善义

(哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150080)

摘要:针对聚合物基纳米复合材料的某些热点和重点问题进行了总结和评述,并讨论了碳纳米管、石墨烯及纳米增强界面等以增强为主的纳米复合材料的研究状况和存在的问题;系统地评述了纳米纸复合材料、光电纳米功能复合材料以及纳米智能复合材料等以改善功能为主的纳米功能复合材料的研究动态.

关键词:复合材料;纳米材料;聚合物;功能材料

中图分类号:N19文献标志码:A文章编号:1007-2861(2014)01-0001-14 Advances and Prospects of Nanocomposites

DU Shan-yi

(Center for Composite Materials and Structures,Harbin Institute of Technology,

Harbin150080,China)

Abstract:This work provides an overview of recent advances in the polymer nanocompos-ites research.The key research opportunities and challenges in the development of carbon nanotube graphene,interfacial bonding strength in structural and functional nanocom-posites are addressed in the context of?ber reinforced polymer composites.The state of knowledge in mechanical and physical properties of polymer nanocomposite is presented with a particular emphasis on buckypaper enabled polymer nanocomposites,electrically and optically functional nanocomposites,smart and intelligent nanocomposites,and func-tional and multifunctional nanocomposites.Critical issues in the nanocomposites research and applications are discussed.

Key words:composite;nano-material;polymer;functional material

复合材料作为材料大家族中的重要一员,已经深入到人类社会的各个领域,为社会经济与现代科技的发展作出了重要贡献.复合材料科学与技术的发展经历了从天然复合材料到人工复合材料的历程,而人工复合材料的诞生更是材料科学与技术发展中具有里程碑意义的成就. 20世纪50年代以玻璃纤维增强树脂的复合材料(玻璃钢)和20世纪70年代以碳纤维增强树脂的复合材料(先进复合材料)是两代具有代表性的复合材料.这两代材料首先在航空航天和国防领域得到青睐和应用,后来逐渐扩大到体育休闲、土木建筑、基础设施、现代交通、海洋工程和能源等诸多领域,使得复合材料的需求越来越强烈,作用越来越显著,应用领域越来越广泛,用量也越来越多,而相应的复合材料科学与技术也在不断地丰富和发展.随着纳米技术的出现和不断发展,纳米复合材料已经凸显了很多优异的性能,从一定意义上有力地推进了新一

收稿日期:2014-01-01

通信作者:杜善义(1938—),男,教授,博士生导师,中国工程院院士,研究方向为飞行器结构力学和复合材料.

E-mail:sydu@https://www.docsj.com/doc/552726189.html,

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代高性能复合材料的发展.纳米化与复合化已经成为新材料研发和推动新材料进步的重要手段和发展方向.

纳米复合材料是指以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的颗粒、纤维、纳米管等为分散相,通过合适和特殊的制备工艺将纳米相均匀地分散在基体材料中,具有特殊性能的新型复合材料.本研究的重点是讨论聚合物基纳米复合材料的研究概况,系统介绍利用碳纳米管、石墨烯、碳纳米纸、纳米界面改性等提升和改善复合材料力学性能及物理性能的机理与作用.

1纳米增强复合材料

纳米复合材料的性能依据其基体材料和纳米增强相种类的不同而差异巨大,因此提高力学性能是纳米复合材料研究领域中最具代表性的研究工作之一[1].纳米相对聚合物基体的力学性能改性主要包括强度、模量、形变能力、疲劳、松弛、蠕变、动态热机械性能等[2].

1.1碳纳米管纳米复合材料

碳纳米管是由碳原子形成的石墨片层卷成的无缝、中空的管体,可依据石墨片层的数量分为单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs).由于纳米中空管及螺旋度的共同作用,碳纳米管具有极高的强度和理想的弹性,其弹性模量甚至可达1.3TPa,与金刚石相当(约1.8TPa)[3].碳纳米管所具有的高拉伸强度和弹性模量(见图1)[4],在改性树脂领域有着广泛的应用前景.如何使碳纳米管的优异性能在复合材料中充分体现和发挥已成为新的研究热点.自由悬空条件下单壁碳纳米管的拉伸强度达(45±7)GPa,是高强钢的20倍[5].由于碳纳米管具有很好的柔韧性,其最大的弯曲角度超过110?,因此被认为是理想的聚合物复合材料的增强填料[6].

图1碳纳米管受力弯曲的TEM和理论模拟图

Fig.1Bending behavior of carbon nanotube by TEM observation and theoretical analysis

目前,碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法主要有溶液共混法、固相加热共融法和原位聚合法等.这些制备方法面临的主要技术难点是纳米管的分散性、稳定性与取向问题,以及碳纳米管之间的团聚和滑移使碳纳米管不能起到有效的增强作用[7].增加表面活性剂可以起到分散和增塑的效果,如Gong等[8]的研究表明加入表面活性剂后,添加质量分数为1%的碳纳米管可使聚合物的玻璃化温度从63?C提高到88?C,弹性模量增加30%.采用“roping and wrapping”方法分散MWNTs,可以使得最终溶液稳定数月[9].通过机械拉伸的方法可获得线性取向的纳米复合材料[10].Andrews等[11]将质量分数为5%的SWCNTs分散到各向同性的沥青中,制备出碳纳米管线性取向的沥青基碳纤维,与未添加碳纳米管的沥青碳纤维相比,其拉伸强度增加了90%,弹性模量提高了150%,电导率提高了340%,这为设计和制备硬度高且柔软的碳纤维提供了一个新的方法.

第1期杜善义:纳米复合材料研究进展3 1.2石墨烯纳米复合材料

石墨烯是一种只有单原子层厚度的二维碳纳米材料.2004年,英国曼彻斯特大学的Novoselov等[12]采用胶带反复粘贴剥离石墨的方法,首次获得了完美的单层石墨烯.石墨烯本身拥有优异的电性能、力学性能和热性能,如其杨氏模量和断裂强度分别高达1100和125GPa[13].单层石墨烯的出现在纳米材料领域掀起了轩然大波,也因此带动了树脂基纳米复合材料的快速发展.

相比于其他维度的碳纳米材料,高模量石墨烯的加入可以显著改善树脂基体的弹性模量.已有研究发现,添加质量分数为0.1%的石墨烯能够使环氧树脂的弹性模量提高约31%[14];对于石墨烯质量分数为0.25%的硅酮泡沫塑料,其模量提高达200%[15].石墨烯的填充也能够明显改善聚合物基体的韧性[14,16-20].质量分数为0.1%的石墨烯可使环氧树脂的临界应力强度因子提高约53%,其增韧效果远优于相同含量的MWCNTs和SWCNTs,这与石墨烯较高的比表面积以及石墨烯在还原过程中表面形成的旋涡和褶皱结构有关[12].Ramanathan等[21]证实,石墨烯表面的旋涡和褶皱结构可以提高其粗糙度,有效改善石墨烯与聚合物链段之间的机械咬合效应及附着力,从而大幅提高材料的力学性能.

近年来,另一种一直未得到重视的同属于碳家族的材料渐渐走进了研究者的视野,它就是氧化石墨.通过对传统石墨材料进行氧化,使得氧化官能团插层进入石墨层间的材料制备工艺简单化,成本低廉,并且氧化石墨已经在工业领域应用了近半个世纪.这种低成本的材料只需在水或溶剂中经过简单的超声处理,便能轻易地剥离出更接近于石墨烯的单层碳材料.

结构完整的石墨烯是目前已知的最硬的材料,其模量可达1TPa,强度约为130GPa[13],即使化学修饰对石墨烯的结构造成了一定程度的破坏,仍可将片层的模量保持在0.25TPa左右[22].关于石墨烯能否增韧树脂基体的问题,多年以来一直备受争议.Ra?ee等[16]用实验结果回答了这个问题,即用官能化石墨烯片层掺杂的环氧树脂复合材料表现出了很好的断裂韧性和疲劳性能,在质量分数为0.125%的石墨烯添加量下,断裂韧性和断裂能分别增加了65%和115%,研究者们认为这是由于石墨烯的二维结构和褶皱表面能够比低维度纳米材料(如碳纳米管)更有效地阻止裂纹扩展.Bortz等[23]研究的氧化石墨烯/环氧树脂体系在氧化石墨烯的质量分数不大于1%的情况下,断裂韧性增加了28%~111%,单轴拉伸疲劳寿命延长了1580%.

目前,大量制备石墨烯复合材料还存在很大的技术难度,石墨烯碳结构的完整性使其与树脂基体之间的浸润难以实现,这大大制约了石墨烯在树脂基复合材料领域的发展,降低了复合材料的最终性能.石墨烯的团聚严重制约了复合材料力学性能的改善,因为石墨烯与基体间的界面结合较差会导致二者之间发生脱粘,使应力得不到有效传递.

1.3纳米复合材料的界面改性

利用碳纳米管和石墨烯来增强纤维与基体间的界面性能是纳米复合材料领域的主要研究方向之一.

典型的工作如将碳纳米管与碳纤维进行接枝,从而大大改进了界面强度.引入PAMAM树枝状大分子作为连接碳纳米管与碳纤维的“桥梁”(见图2).由于PAMAM极易在基底成膜,可使碳纳米管实现均匀接枝.接枝的碳纳米管长度介于0.5~3.0μm之间.由于碳纳米管较长,大部分缠绕在纤维表面,而接枝碳纳米管的长度远小于纤维直径,对纤维整体直径几乎没有影响.由于较长的碳纳米管容易卷曲,管壁上的活性含氧基团会参与纤维表面的氨基反应,使部分碳纳米管呈倒伏状,多点连接在纤维表面.同时,少量碳纳米管直立于碳纤维表面,呈刺状垂直连接在纤维表面.

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图2碳纳米管接枝碳纤维示意图

Fig.2Schematic of carbon nanotube grafted onto carbon?ber

图3为碳纳米管接枝碳纤维增强复合材料的界面破坏形貌,其中(a)~(c)为碳纳米管接枝后的断裂界面,可以看到有大量的树脂残留在表面,同时显示出了增强的关键因素;

(d)~(f)中的碳纳米管嵌入树脂内部,实现了树脂与纤维的连接.在破坏过程中,碳纳米管实现

图3碳纳米管接枝碳纤维增强复合材料的界面破坏形貌

Fig.3Damage morphology of carbon?ber reinforced polymer composite by surface modi?ed by carbon nanotube

第1期杜善义:纳米复合材料研究进展5

了纤维与树脂的桥连.利用临界纤维断裂法和微滴脱粘法对界面性能进行评价,结果表明相比于碳纤维原丝,多尺度增强体的界面剪切强度提高了约110%.

1.4纳米线增强复合材料

碳纳米管具有优异的力、热、电等功能特性,如何在宏观尺度上充分发挥和利用碳纳米管的优异性能是近年来相关研究的主要热点之一.碳纳米管宏观聚集体主要包括碳纳米管线、碳纳米管薄膜、碳纳米管纸、碳纳米管阵列等.

宏观碳纳米管聚集体中,一维碳纳米管纤维可以充分利用碳纳米管优异的轴向力学性能. 2000年Brigitte等[24]首次利用凝聚的方法,通过碳纳米管的自组装制备出了较长的纳米带和纳米纤维,碳纳米管纤维的拉伸强度和杨氏模量可分别达到300MPa和40GPa.当碳纳米管在苯乙烯树脂基体中任意分布时,其复合材料弹性模量的增长率为10%,而定向分布的碳纳米管增强复合材料的弹性模量提高了50%.拉伸测试结果证明,定向MWCNTs复合材料的拉伸强度和模量分别提高为其基体材料的237%和149%(见图4)[25].

图4定向多壁碳纳米管排布SEM图

Fig.4SEM image for aligned MWCNTs

目前,已有多种物理和化学方法可用来定向和制备长碳纳米管纤维.Ericson等[26]将SWCNTs分散在体积百分比为102%的浓硫酸中,使得碳纳米管的表面带有电荷,并在电荷的作用下使碳纳米管排成有序的阵列.将这种溶解的液晶溶液纺丝后浸在无水乙醇与5%硫酸的混合液或水中形成凝结溶液,可以制备出直径约为50μm,长度约为30m或更长的纯净的碳纳米管纤维.纯净的碳纳米管纤维的杨氏模量为120GPa,拉伸强度约为116MPa.Davis 等[27]报道了一种在没有强酸存在的条件下制备MWCNTs纤维的方法:首先将碳纳米管分散在乙二醇中形成液晶分散液,然后将其注射到乙醚浴中;分散液中的乙二醇会迅速地溶解到乙醚中,反之乙醚又扩散到碳纳米管纤维中;将浸有乙醚的碳纳米管纤维加热至280?C,除去多余的乙二醇,由于剪切力和液晶的作用使得碳纳米管高度取向,得到了MWCNTs纤维.

文献[28]报道的类弹簧结构的碳纳米管纤维呈现出了优异性能.这种螺旋结构极大地提高了拉伸时断裂的应变,其应变高达285%.随着应变的增加,螺旋逐渐打开,直至断裂,自由状态下的形貌呈现为弯曲的直丝.基于如此高的拉伸应变,其韧度高达28.7J/g,是已有报道结果(14J/g)的2倍.值得一提的是,“麻花”纤维断裂行为分成两次断裂,并且具有良好的弹性,显示出超高的拉伸应变(高达985%),并且拉伸过程可以重复.将这种结构的纺丝制备成旋转制动器,其转速可达900r/min,可以循环使用,旋转解开的丝可以再次形成乱码结构(见图5)[29-30].

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图5“麻花”状的碳纳米管纤维的TEM图及其单螺旋拉伸

Fig.5TEM image for twisted carbon nanotube?ber and releasing twists of carbon nanotube?ber 2纳米功能复合材料

纳米相的引入可以极大地改性基体材料的物理和化学结构,从而极大地改变纳米复合材料的各种功能特性,使材料的热、光、电、磁等性能差异巨大.这些光、电、磁方面的奇异性能和应用引起了各国学者的高度重视.比如在纳米相尺寸小于5nm时,它可有效加速聚合物基体材料的催化速度;小于20nm时,对基体材料的磁学性能产生影响;小于50nm时,会影响反射系数;而小于100nm时,对基体材料的机械强度和阻尼特性会产生决定性作用[31].

2.1碳纳米纸及其复合材料

碳纳米纸最早由Rice大学的诺贝尔奖获得者Smaley提出,命名为buckypaper,是由碳纳米管组成的具有微观空隙的准二维薄膜材料.碳纳米纸不仅继承了碳纳米管优异的性能,如导电、导热、耐高温等,同时具有巨大的比表面积及大量的微观空隙,可以用作电池、超级电容器的电极材料[32-33]、场发射材料[34]、催化剂载体材料[35]等,还可用于改善复合材料的力学及导电、电加热、电磁屏蔽、导热等功能.

实验结果表明,当碳纳米管的质量分数达到8.13%时,二维碳纳米管膜增强复合材料的杨氏模量和强度较其基体材料分别增加了347%和145%.这是由于二维纳米薄膜中的每一个碳纳米管都起着承载作用,可有效地分散复合材料的外力载荷,从而提高其力学性能[36].美国佛罗里达州立大学的Gou等[37-38]通过物理气相沉积技术制备SWCNTs纳米纸,并与环氧树脂合成复合材料,其储存模量增加了200%~250%.

美国佛罗里达州立大学的Pham等[39-40]对buckypaper及其复合材料的制备工艺及其性能等方面进行了深入研究.将碳纳米管溶解在水中配制成分散均匀的碳纳米管悬浮水溶液,通过负压抽滤的方法将碳纳米管沉积在过滤膜上,干燥后形成碳纳米纸.并在制备过程中同时对其施加高强磁,使得碳纳米纸中的碳纳米管沿外磁场方向产生取向,从而提高了取向方向上的性能.以环氧树脂为基体制备的导电纳米复合材料,其电阻率为36.7×10?3?·cm,在防雷击和阻燃等方面有很好的应用前景[41-43].将碳纳米纸作为导电功能层加入复合材料中,可提高复

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合材料的导电性.同时,由于碳纳米纸为多孔性微观结构,树脂可以进入碳纳米纸中,使得碳纳米纸与复合材料有很好的粘结界面性能[44-45].Chu等[46-48]利用碳纳米纸及其复合材料电加热来除冰和驱动形状记忆聚合物材料.

2.2光电纳米复合材料

碳纳米管不仅具有优异的力学性能,而且还具有很多优异的物化性能和独特的光电性能.

将少量的碳纳米管掺入到共轭发光聚合物中,可使碳纳米管/聚合物的电导率提高8个数量级,用较小的电流密度就可使之发出荧光[49].碳纳米管能防止由光学和电学作用产生的大量热聚集,用碳纳米管复合材料制成的有机光二极管发射层具有很好的电致发光性能,而且制成的场致发光显示器的稳定性比原聚合物提高了5倍以上.

用碳纳米管取代传统氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)导电薄膜,作为聚合物太阳能电池中的透明电极,具有良好的透光性、化学稳定性和柔韧性.随着碳纳米管制造成本的逐渐降低,碳纳米管已实现大规模制备.1991年,O’regan等[50]首次提出染料敏化太阳能电池的概念,代替之前的无机p-n结太阳能电池,由于其优良的光电性能,因此具有较高的光电转化效率.用SWCNTs/PPV复合材料制备聚合物光电器件,其量子效率比标准的ITO提高了2倍[51].用SWCNTs/聚(3-辛基噻吩)功能复合材料制备二极管,其短路电流增加了2个数量级[52].用溶胶-凝胶法将TiO2与MWCNTs复合制成薄膜,与未掺杂的TiO2薄膜相比,其光电效率提高了50%[53].

有关碳纳米管/半导体纳米复合材料的研究与发展正成为相关研究领域的重要研究内容和方向之一,可以预见其在光电器件、太阳能有效利用及环境净化等方面的应用具有广泛前景和较高价值.

2.3磁性纳米复合材料

纳米磁性颗粒在复合材料中的形式主要包括4类:①任意分散纳米磁性颗粒类的复合材料;②纳米磁性颗粒果核类的复合材料;③有序分散纳米磁性颗粒类的复合材料;④蛋黄-蛋壳类复合材料(见图6)[54].磁性纳米复合材料是伴随着磁性纳米材料的发展而发展的,而传统的铁基磁性纳米材料往往聚集成大的集合体,从而不具有独立的纳米磁性颗粒所具备的独特性能,因此对于该材料的应用,首先需解决的问题是实现其不可逆的纳米材料分散[55].在此研究基础上,对磁性纳米材料进行表面修饰时增加SiO2官能团,可制备出果核型、蛋黄-蛋壳型等新型磁性纳米材料.

对磁性硅纳米复合材料作为药物和基因载体的研究工作已取得了较大进展.Liu等[56]报道了一种多功能磁性纳米复合材料,可同时提供两类模型的影像,对磁场成像及其光度都有显著的提升作用,这是因为磁性纳米颗粒较大的比表面积放大了成像目标(见图7).随着磁性纳米复合材料的快速发展,其在生物酶输运、细胞吸附和肽分离等医学领域都取得了举世瞩目的科研成绩.

在水处理领域,利用具有巯基、硫醚基、氨基等官能团的聚合物可去除有毒的金属离子,而通过纳米磁性颗粒复合成有机聚合物纳米复合材料,可以提升对毒性金属离子的吸附能力和选择识别能力.Cuo等[57]研究发现,当通过磁性纳米颗粒与硫醚基有机聚合物制备果核型纳米复合材料时,其对金属Hg2+的选择吸附能力可得到显著提升,并且其吸附能力可达21mg/g.从而在磁场作用下,金属Hg2+随着磁性纳米复合材料与水分离,使其质量浓度得以降低.在催化化工领域,类似的磁性分离技术可用于分离催化剂及提高其耐久性.

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图6磁性纳米复合材料的种类

Fig.6Di?erent types of magnetic nanocomposites

图7磁性纳米复合材料在癌细胞磁共振成像中的应用实例

Fig.7In-vivo magnetic resonance imaging(MRI)detection of cancer using magnetic nanocomposites

2.4纳米智能复合材料

将纳米相引入具有传感、制动等功能的智能材料中,可极大提升或改变材料的性能和属性.根据基体材料的不同,智能纳米复合材料主要包括压电纳米复合材料、形状记忆纳米复合材料、介电弹性纳米复合材料、热电纳米复合材料和电磁流变纳米复合材料等.

与传统聚合物一样,绝大多数聚合物基形状记忆材料都是电绝缘材料.将导电的纳米碳

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黑、碳纳米管、碳纳米纤维等导电纳米增强相与形状记忆聚合物复合制备成形状记忆纳米复合材料,可实现形状记忆聚合物的电致驱动.当施加一定的电压在形状记忆纳米复合材料上时,由于阻热效应使通过导电增强相上的电流中的一部分电能转化为热能,并且将阻热由增强相向聚合物基体传递,使形状记忆聚合物到达其形状记忆转变温度以上,复合材料的形状记忆效应由此被触发,从而实现形状记忆聚合物复合材料的电致驱动[58-60].

2005年,韩国建国大学的科研人员首次将导电性能优异的MWCNTs混入到形状记忆聚氨酯聚合物中,用于制备电致驱动形状记忆聚合物复合材料.该研究首先通过强酸对MWCNTs进行表面处理,以增强纳米管与聚氨酯基体界面之间的连接强度,同时使纳米复合材料的体积电阻率也得到显著提升,其中碳纳米管的质量分数为5%,通过四点探针方法测得该复合材料的体积电导率为1×10?3S·cm?1.如图8所示,在40V外加电场作用下,形状记忆聚氨酯复合材料经历了10s时间从其暂时的线形形状回复到初始的卷曲形状,其中电阻热的转化率为10.4%.

图8质量分数为5%的碳纳米管的形状记忆聚氨酯复合材料的电致驱动形状记忆回复

Fig.8Recovery process of electro-activated shape memory polyurethane composite?lled with5% carbon nanotube

吕海宝等[59-60]以碳纳米管和碳纳米纤维纳米纸为增强相,制备出形状记忆纳米复合材料.实验结果表明,纳米材料分散均匀,随着碳纳米管和碳纳米纤维含量的增加,纳米纸电阻率降低.并且对纳米复合材料两端施加电压后,缘于形状记忆效应,复合材料经过140s可回复到初始形状(见图9).

图9碳纳米纤维纳米纸增强形状记忆聚合物的电致驱动形状记忆回复

Fig.9Recovery process of electro-activated carbon nano?ber nanopaper enabled shape memory polymer

将超顺磁性Fe3O4纳米颗粒在化学溶剂中进行表面处理,然后将磁性纳米颗粒Fe3O4填充到热固性形状记忆聚合物中,可制备出磁致驱动形状记忆聚合物复合材料.该类磁性纳米复合材料在交变磁场下可产生诱导热量,从而实现其形状记忆行为的磁场驱动.对于尺寸为15.0mm×2.0mm×0.5mm、初始形状为长方形的形状记忆聚合物复合材料,初始在70?C

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下加热并变形成螺旋状,随后降低温度使变形后的螺旋形状被固定;对具有暂时螺旋形状的复合材料施加交流强度为300kHz的磁场时,含有质量分数为2%的Fe3O4的形状记忆纳米复合材料在磁场作用10s后回复到初始的直片形状(见图10和11,图11中试样的暂时形状是螺旋形状,初始形状是长方形).另外,当该材料在电磁场作用下被加热到43?C后,材料温度不会再升高[61].

图10高频交流电磁场循环通路作为形状驱动的实验装置和试样位置

Fig.10Schematic diagram of high-frequency generator used for induction heating experiments and sample positioning

图11电磁场驱动形状记忆聚合物复合材料的形状回复

Fig.11Recovery process of shape memory polymer composite actived by electromagnetic?eld

3结束语

通过对部分纳米复合材料的分析与评述,可以看出低维化、纳米化与复合化是材料不断进步和实现性能革命性跃迁的重要技术途径.纳米复合材料面临着重要的发展机遇,但同时也存在着很多具有挑战性的科学与技术问题.

纳米相的引入提高和改善了复合材料的力学性能和物理性能.纳米复合材料是目前复合材料研究、应用和发展的重要方向之一.纳米复合材料仍处于实验室和小批量生产阶段,但是随着需求的增加和纳米复合材料技术本身的发展,其工程化和产业化将不断推进,全球纳米复合材料市场的需求预计将以每年近20%的速度增长.

由于纳米相的引入,带来的主要问题如下:①纳米尺度材料的组织调控机理和性能演变的规律还呈现出明显的多尺度和多物理场特征,如何控制纳米相形态、尺寸和分布并定量分析其对纳米复合材料性能的影响极具难度,因此必须加强基础理论研究,以揭示机理并掌握规律;②先进和科学的表征与测试手段需要进一步完善和发展,以实现从更微观的层面研究和表征纳米复合材料性能,并掌握其优越性能的本质;③纳米复合材料的多功能特性涉及多个学科,因此必须关注纳米复合材料研究中的交叉学科和融合问题.

致谢感谢戴福洪和吕海宝教授在本论文写作中给予的帮助和有益讨论,同时感谢赫晓东、冷劲松、王荣国、李宜彬等教授提供的宝贵素材.

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作者简介:

杜善义(1938—),中国工程院院士,哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所教授,中国飞行器结构力学和复合材料专家,现任哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所所长,中国科学技术大学工程科学学院院长、中国力学学会副理事长、中国复合材料学会副理事长。兼任中国人民解放军总装备部科技委兼职委员,国家国防科技工业局科技委委员,国家安全重大基础研究计划专家顾问组成员,国家重点基础研究发展计划专家咨询组成员,中国商用飞机有限责任公司专家咨询组成员,中国复合材料学会理事长,国家自然基金委重大研究计划指导专家组组长.

我国城市规模两极分化的现状与原因

我国城市规模两极分化的现状与原因 刘爱梅2011-05-19 摘要:在城市化过程中,城市规模的分布与资源配置状况对我国经济能否平稳发展有至关重要的作用。本文运用城市成本一收益、住序一规模分布、网络城市等理论,通过分析我国不同规模城市的人口、经济总量、资源配置等数据,对我国城市规模两极分化的特征性事实做了概括总结,并从市场选择、政治制度、自然历史因素等三个方面分析了我国城市规模两极分化的原因,认为城市化的均衡发展对我国经济社会的平稳发展具有至关重要的作用,并据此提出引导教育、医疗等优质资源向中小城市流动,促进不同规模城市协调发展的对策。 关键词:城市规模,两极分化,协调发展,城市发展 一、引言 城市化与我国经济发展息息相关。2000年诺贝尔经济学奖获得者斯蒂格利茨曾经提出了一个著名的论断:影响21世纪人类进程的有两件大事,一是以美国为首的新技术革命;二是中国的城市化。他认为,新世纪对于中国有三大挑战,居于首位的就是中国的城市化,“中国的城市化将是区域经济增长的火车头,并产生最重要的经济利益”。截至2009年底,我国城镇人口达到6.22亿,城镇化率为46.6%,我国城市化处于加速阶段,也即所谓的诺瑟姆“S”型曲线的中期阶段。进入新世纪以来,中国各种发展资源快速向城市集中,城市规模的扩大直接拉动了人们的住房需求,带来了城市面貌日新月异的变化,并通过城市的“规模经济”推动着城市的快速膨胀和经济的增长。国内许多学者认为城市化是未来驱动经济长期增长的主要动力。然而,如果依照目前中国的城市化发展趋势,大城市将拥有更优质的教育、医疗、公共卫生等资源,将对迁移人口形成更强的吸引力,而随着大量人口的涌入,将造成房价等资源要素价格高涨,大城市的城市化成本将不断增长;而中小城市教育、医疗等优质资源少,难以吸引到真正的优秀人才和企业项目,导致规模集聚效应难以发挥,这种“强者愈强、弱者愈弱”的状况最终将损害经济的平稳运行。目前,一线大城市房价高涨已经引

纳米复合材料最新研究进展与发展趋势

智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化,通过自我判断得出结论,并自主执行相应指令的材料,仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴,通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素:感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ,集合了传感、控制和驱动功能,能适时感知和响应外界环境变化,作出判断,发出指令,并执行和完成动作,使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力,是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域,智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性,来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域,智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域,智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果,航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物(FRP)与光纤光栅(OFBG)复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中,可以有效地检测混凝土的裂纹和强度,而且它可以根据需要加工成任意尺寸,十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状,同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物(Shape-Memory Polymer)智能复合材料的研究 形状记忆聚合物(SMP)是通过对聚合物进行分子组合和改性,使它们在一定条件下,被赋予一定的形状(起始态),当外部条件发生变化时,它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化,它们能可逆地恢复至起始态。至此,完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环,聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200%,是可变形飞行器

纳米复合材料的研究及应用-推荐下载

纳米复合材料的研究及应用 纳米复合材料的定义: 纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸 的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。 复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分,近年来发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料,纳米钨铜复合材料。 在纳米聚合物基复合材料方面,主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体,分散水平达到纳米级,得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。我们制备的纳米蒙脱土/PA6复合材料中,纳米蒙脱土的层间距为 1.96nm ,处于国内同类材料的领先水平(中国科学院为 1.5~1.7nm ),蒙脱土复合到尼龙基体中后完全剥离成为厚度1~1.5nm 的纳米微粒,其复合材料的耐温性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常优秀,此材料已经实现了产业化;正在开发的纳米TiO2/聚丙烯复合材料具有优良的抗菌效果,纳米TiO2粉体在聚丙烯中分散达到60nm 以下,此项技术正在申报发明专利。 由于纳米聚合物复合材料的成型工艺不同于普通的聚合物,本方向还积极开展新的成型方法研究,以促进纳米复合材料产业化的进行。 常见的几种纳米复合材料:1,天然硅酸盐蒙脱土 简介: 纳米蒙脱土系蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成,平均晶片厚度小于25nm ,蒙脱石含量大于95%。具有良好的分散性能,可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂,提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等,从而起到增强聚合物综合物理性能的作用,同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加,也可以在熔融时共混添加(通常采用螺杆共混)。  蒙脱土主要成分蒙脱石,是由两层Si—O 四面体和一层Al-O 八面体,组成的层状硅酸盐晶体,层内含有阳离子主要是钠离子,镁离子,钙离子,其次有钾离子,锂离子等。蒙脱土的纳米有机改性目的是为了:将层内亲水层转变为疏水层,从而使高聚物与蒙脱土有更好的界面相容性。 化学成分: Ex(H2O)4{(Al2-x,Mgx)2[(Si,Al)4O10](OH)2}又称微晶高岭石。上式中E 为层间可交换阳离子,主要为Na+、Ca2+,其次有K+、Li+等。x 为E 作为一价阳离子时 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决曲半径标高等,要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式,为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题,合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则:在分线盒处,当不同电压回路交叉时,应采用金属隔板进行隔开处理;同一线槽内,强电回路须同时切断习题电源,线缆敷设完毕,要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系,根据生产工艺高中资料资料试卷调试方案,编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案;对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题,作为调试人员,需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料,并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术,电力保护高中资料试卷配要避免错误高中资料试卷保护装置动作,并且拒绝动作,来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此,电力高中资料试卷保护装置调试技术,要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时,需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

纳米复合材料制备

方法: 1.1溶胶一凝胶法 溶胶一凝胶法是一种制备纳米复合材料的重要方法,它是将无机相的前驱体(例如:正硅酸乙醋)和聚合单体、低聚物或高聚物在液态状态下相互混溶,实现分子级水平的均匀混合后,发生溶胶一凝胶反应,生成的纳米复合材料的各组分之间可以形成相互连接的范德华力、氢键或者是化学键,防止了相分离的发生。 溶胶凝胶法的特点在于,该方法反应条件温和,分散均匀,甚至可以达到“分子复合”的水平。目前溶胶一凝胶法是应用最多、也比较完善的方法之一。但它也有一些缺点,如前驱物大都是正硅酸烷基酷,价格昂贵而且有毒;干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发,使材料内部产生收缩应力,致使材料脆裂,很难获得大面积或较厚的纳米复合材料等。 1.2原位聚合法 原位聚合,即在位分散聚合,是制备具有良好分散效果纳米复合材料的重要方法。该方法将纳米粒子在单体中均匀分散,然后在一定条件下就地聚合,形成纳米复合材料。 (由于这些原位生成的第二相与基体间的界面有着理想的原位匹配,能显着改善材料中两相界面的结合状况。而且,原位复合省去了第二相的预合成,简化了工艺。此外,原位复合还能够实现材料的特殊显微结构设计并获得特殊性能,同时避免因传统工艺制备材料时可能遇到的第二相分散不均匀,界面结合不牢固以及物理、化学反应使组成物相丧失某些特性等不足的问题。原位聚合法可在水相,也可在油相中发生,单体可进行自由基聚合,在油相中还可进行缩聚反应,适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。)原位聚合法反应条件温和,制备的复合材料中纳米粒子分散均匀,粒子的纳米特性完好无损。同时在聚合过程中,只经次聚合成型,不需热加工,避免了由此产生的降解,从而保持了基本性能的稳定。但其使用有较大的局限性,因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。 1.3插层法 插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中,然后单体在无机片层之间聚合。在此过程中,单体进入无机片层之间,并因聚合可使片层间距扩大甚至剥离,使层状填料在聚合物基体中达到纳米尺度的分散,从而获得纳米级复合材料。 1.3.1溶剂插层法(大分子或预聚物插层法) 该方法首先将层状硅酸盐在一种溶剂(可以是有机溶剂或水)中剥离成单片层,然后将聚合物(对于不溶解聚合物,可使用预聚物)溶解在该混合物中,由于聚合物与层状硅酸盐片层有一定的吸附作用,当除去溶剂后,层状硅酸盐发生聚集,将聚合物夹在层状硅酸盐之间,得到具有一定规整结构的纳米复合材料。 对于水溶性基体,如氧化聚乙烯PEo[聚乙烯醇PV A[s]都使用该方法得到了插层型纳米复合材料,而聚己酸内醋PCL和聚交酷PLA溶解在氯仿中也使用该方法得到了纳米复合材料件。对于不能溶解的一些聚合物,则将其预聚物溶解在含有剥离层状硅酸盐的溶液中,使预聚物吸附在层状硅酸盐上,然后采用物理或化学方法将预聚物转化为目标聚合物,如聚酞亚胺。 1.3.2原位插层聚合法 将层状硅酸盐在液体单体(或单体溶液)中溶胀,然后单体在层间引发聚合,引发可以采

我国收入两极分化的原因分析

湖南商学院学年论文 题目我国居民收入两极分化的原因分析学生姓名丁柏华 学号090110084 学院经济与贸易学院 专业班级经济0902 指导教师尹向飞 职称副教授

我国居民收入两极分化的原因分析 【内容摘要】 本文通过定性分析的方法,得出我国居民收入两极分化的原因有以下几点。城乡差距拉大导致居民收入持续拉大;非均衡的发展战略拉大了地区间的收入差距;垄断行业的高利润,导致行业间的收入不均衡;国家的制度不够完善,导致收入分配失衡;市场的自发倾向。根据这些结论,相应的提出了加大西部的支持力度,打破垄断,注重市场公平等政策建议。 【关键词】居民收入、两极分化、基尼系数 Our country income polarizing reason analysis [Content abstract] This article through the method of qualitative analysis, the income that Chinese residents of polarization reason has the following points. The gap widening income gap to continue; The unbalanced development strategy widen the gap between the area of the income gap; The highly profitable monopoly industry, leading to the income disparities between industries; The national system are not perfect, lead to the income distribution imbalance; The market of the spontaneous tendency. According to these conclusions, corresponding proposed increasing the western support, and break the monopoly, pay attention to fair market and policy Suggestions. [Keywords] household income, polarization, the coefficient

纳米复合材料的探讨

纳米复合材料的探讨 摘要:综述了纳米复合材料的性能、特点、制备技术以及应用领域的现状,指出了纳米复合材料作为一种新型的纳米材料进行研究和开发的重要意义。 关键词:纳米复合材料;特性;制备技术;应用 1 引言 “纳米复合材料”的提出是在20 世纪80 年代末期,由于纳米复合材料种类繁多以及纳米相复合粒子具有独特的性能,使其一出现即为世界各国科研工作者所关注,并看好它的应用前景。根据国际标准化组织的定义,复合材料就是由2种或2种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固态材料。在复合材料中,通常有一种为连续相的基体和分散相的增强材料。由于纳米复合材料各组分间性能“取长补短”,充分弥补了单一材料的缺点和不足,产生了单一材料所不具备的新性能,开创了材料设计方面的新局面,因此研究纳米复合粒子的制备技术有着重要的意义。 纳米复合材料由2种或2种以上的固相[其中至少有一维为纳米级大小(1 nm~100 nm) ]复合而成。纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100 nm的复合材料,分散相的组成可以是有机化合物,也可以是无机化合物。本文在文献的基础上,针对纳米复合材料的主要性能与特点、制备技术、主要应用及应用前景等作了比较详细的介绍和展望。 2纳米复合材料的性能与特点 2. 1纳米复合材料的基本性能 纳米复合材料在基本性能上具有普通复合材料所具有的共同特点: 1) 可综合发挥各组分间协同效能。这是其中任何一种材料都不具备的功能,是复合材料的协同效应所赋予的。纳米材料的协同效应更加明显。 2) 性能的可设计性。当强调紫外线光屏蔽时,可选用TiO2 纳米材料进行复合;当强调经济效益时,可选用CaCO3 纳米材料进行复合。 2. 2纳米复合材料的特殊性质 由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的纳米复合材料具有独特的性能: 1) 同步增韧、增强效应。纳米材料对有机聚合物的复合改性则可在发挥无机材料增强效果的同时起到增韧的效果,这是纳米材料对有机聚合物复合改性最

纳米复合材料

SHANGHAI UNIVERSITY 课程论文 COURSE PAPER 简述纳米复合材料 学院:材料科学与工程学院 专业: 电子科学与技术 学号: 1 2 1 2 1 7 6 5 姓名: 陆 申 阳 课程: 材料科学导论C 日期: 2014年5月10日

简述纳米复合材料 12121765 陆申阳 摘要:纳米复合材料日新月异的发展为我们的生活带来了诸多方法便。本文简要的介绍了纳米复合材料的名称来源、种类、结构组成、功能特点及其在现代生活中的应用情况。纳米复合材料作为新兴材料,在材料中占有较大的比例,在各方面的应用也十分广泛。 1引言 由于复合材料的力学性能比较突出,综合性能优良,使得复合材料广泛应用于航空航天、国防、交通、体育、工业设备等领域。其中纳米复合材料是最具有吸引力的部分,世界发达国家的新材料发展战略都把纳米复合材料放在重要位置。纳米复合材料作为一类新材料,它拥有自己引人注目的一系列特点。而现代生活与纳米复合材料的练习也越来越紧密。 2总论 2.1复合材料 复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。在复合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,称为增强材料。 复合材料各组分之间“取长补短”、“协同作用”,极大地弥补了单一材料的缺点,产生单一材料不具备的新性能。复合材料具有较强的可设计性。可以根据对产品形状的需求,将复合材料设计成不同的形状,避免多次加工,减少工序;也可以根据需要的产品性能对其性能进行设计,通过改变基体的性能、含量,增强材料的性能、含量、分布情况,以及他们之间的界面结合情况,来实现对复合材料性能的设计。

当前中国贫富两极分化的原因分析及其调整策略

当前中国贫富两极分化的原因分析及其调整策略 贫富分化---中国不能承受之重改革开放以来,中国在减轻贫困和贫富差距上取得的成果归功于快速发展策略,但城乡贫富差距、地区贫富差距和贫困仍然是中国所面临的严峻问题。这不但是经济学研究的一个重要内容,同时也是政治学理论必须正视的一个现实问题。我们小组成员主要从政治学角度具体分析、讨论形成社会两极分化的原因,并提出了解决由贫富差距和地区发展不平衡引起的社会两极分化问题的一些对策,以期健全公平的社会主义市场经济体制和完善的社会保障体制。 首先,对于什么是贫富分化,我们小组都有一个共同的了解和认识,就是:贫富差距是指由于各个社会成员所处的具体社会政治、经济和文化方面的地位和环境不同,而形成的实际占有社会财富的差距。它表现为一定量的物质财富和精神财富。贫富差距包括收入差距和财富差距两部分。 其次,对于中国当前贫富差距现状及其表现,我们小组结合网上所所查的资料和所学的政治经济学有关的知识,我们主要归结为以下几个方面: (一)城乡居民的收入差距呈扩大化趋势。最近,中国社科院在发布的《人口与劳动绿皮书(2008)》其中指出,中国城乡居民收入差距出现全方位扩大。在过去的十几年里,我国城乡居民收入的绝对额差距增加了近12倍。数据显示,1978年至2007年间,中国城镇居民人均实际可支配收入增加了7.5倍,农村居民人均纯收入增加

了7.3倍。但1990年以来农民收入的增幅明显低于城镇居民,二者之间绝对额的差距逐年扩大。2007年是改革开放以来差距最大的一年,城乡居民收入比却扩大到3.33∶1,绝对差距达到9646元。 (二)除了城乡之间,我国各行业之间收入差距也在明显加大。由于在市场经济发展过程中存在如法制不够健全、市场竞争机制不够完善等弊端,另外,又由于国家政策的相关保护,从而导致行业垄断现象仍然存在。当前,垄断行业主要包括电力、电信、民航、铁路、石化、金融、保险、烟草、煤炭、房地产等部门。这些垄断性行业凭借垄断经营的特权及国家政府的特殊保护,与其他行业进行不公平竞争,从而取得高额垄断利润,使行业间差距不断扩大。 (三)区域间贫富差距扩大。区域间的贫富差距主要表现在东部和西部之间的贫富差距。据国家统计局数字表明,1999年,东部地区人均GDP为10732元人民币,西部地区为4302元;到2005 年,东部地区人均GDP为22200元,西部地区为8970元。6年间,东西部人均GDP差距由6430 元扩大到13230 元,增加了1倍多。2006年,西部12个省市自治区GDP总和不到人民币4万亿元,约占全国GDP 的17%;而东部地区GDP达到2万亿元的省份就有3个,其中江苏省为21500亿元,山东省为22000亿元,广东省为25000亿元。从这一组数据不难发现东西部之间的差距的明显。 最后,我们对于我们的主题----当前中国贫富两极分化的原因分析及其调整策略,展开了讨论。 讨论记录如下:

登士柏公司介绍.pdf

登士柏公司介绍 登士柏-发展历史 十九世纪末期,四位来自美国纽约的青年才俊将其所有的资金、知识和技术投入到了牙科器材零售行业。1899 年 6 月 23 日,在获得纽约政府许可后,正式成立了纽约牙科器材供应公司。在短短一个月内,便开始服务于牙科器材零售专营店并制造了其第一款产品——人造假牙。 登士柏之后的发展更是欣欣向荣: 1907:义齿制造工厂在500 West College Avenue建立。 1914:Trubyte System问世。 1920:在巴黎成立制造工厂。 1925:并购了第一家德国工厂Zahnfabrik Weinand Sohne G.m.b.H。 1942:在南美成立第一家制造工厂-登士柏阿根廷。 1947:约克工厂生产了1200万颗义齿。 1955:Borden博士发明了Airotor,登士柏公司与之签订特约合作协议制造分销Airotor。 1959:美国第一家为员工提供口腔健康保险的公司& SCADA项目启动。 1961:与Cavitron Ultrasonics公司签订独家协议销售Cavitron。 1963-64:并购了Caulk公司及Ransom & Randolph公司。 1972:业务延伸至84个国家,销售额达1000万美元,员工人数达4100人。 1976:并购了Amalco,将DeTrey、DeDent及Ash Divisions纳入了登士柏产品线。 1982:Cooper实验室有意接管登士柏,于是公司走向私有化,ESOP成立。 1988:从强生收购了Ceramco。 1993:登士柏与Gendex合并,成为了上市公司,股票代码为XRAY。 1995-98:并购了Maillefer、Tulsa、CeraMed和GAC。 1999:公司成立100周年。 2001-02:并购Degussa Dental、Friadent 和Austenal,并向AstraZeneca购买制造和分销注射型麻醉剂的许可。 2007:销售额突破20亿美元,并购了Sultan Healthcare。 2008:并购了ES Healthcare、Lomberg、AFI、Zhermack,净销售额达22亿,净利润达2830万,市值达43 亿美元,员工总数超9000人。 2011:并购了阿斯利康旗下的Astra Tech牙齿植入和外科设备生产部门。 综上,纽约牙科器材供应公司在仅半个世纪的时间内就发展为登士柏国际,二十世纪及今后仍将继续服务 于全球牙科器材的供应。

聚乙烯纳米复合材料的制备与利用

矿物材料课程论文 论文题目:聚乙烯纳米复合材料的制备与利用 学院:矿业学院 专业:矿物加工工程 班级:矿物 学号:1208010418 学生姓名:胡广林 授课教师:庹必阳 2015年 4 月20 日

贵州大学矿业学院 矿物加工工程专业2012级课程论文评分标准 内容序号评分标准分值得分备注平时 表现20分1 按时到课、不迟到、早退和缺 课,课堂上认真听课,积极回 答课堂提问,不玩手机。 20 课程论文80分2 论文字数及参考文献篇数符 合要求,文献标注合理。 10 3 论文要素齐全,包括封面、页 眉、中英文题目、摘要、关键 词、作者信息、参考文献等。 15 4 论文格式正确,主要包括段 落、行距、字体、图表。 10 5 论文内容切题。主要包括摘要 及关键词精炼、准确;论文主 体内容与题目相符合。 25 6 语句通顺,层次明确,用词恰 当,段落组织合理无错别字 10 7 按时提交课程论文及查阅文 献的电子档及论文纸质文档 10 课程总评成绩100 评定等级 成绩评定人

聚乙烯纳米复合材料的制备及其利用 胡广林 (矿业学院矿物加工工程矿物122班学号:1208010418) 摘要:纳米复合材料以其优越的性能,广泛应用于各个领域,成为材料科学研究的热点,本篇论文综述了近几年来纳米复合材料的特点及制备方法,并以生活中常见的聚乙烯纳米复合材料的制备以及利用为例做了比较全面的概述,重点介绍了共混法、插层复合法、溶胶-凝胶法(Sol-gel)三类聚乙烯复合材料的制备方法,进一步对几种方法的优点与不足给予总结。再对聚乙烯复合材料的应用领域进行阐述。 关键词:聚乙烯;纳米复合材料;共混法;插层复合法;溶胶-凝胶法;利用领域 前言 纳米材料科学的发展为复合材料的研究凿开了新的科学领域,20世纪80年代,Roy和Komarneni提出纳米复合材料的定义,与单一组分的纳米结晶材料和纳米相材料不同,它是指材料两相(或多项)微观结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸(1~100nm)的材料[1]。也有相关学者做出如下定义:当颗粒或者尺寸至少在一维尺寸上小于100nm[2],且必须具有截然不同于块状材料的电学、光学、热学、化学或者力学性能的一类复合材料体系;纳米复合材料由纳米粒子与基质材料构成,按基质材料得而不同可分为聚合物基纳米复合材料和无机纳米复合材料[3]。它综合了有机材料、无机材料赫尔纳米粒子各自的特点,并且纳米粒子不是简单的于基质材料相混合,而是在纳米尺度以至于分子尺度与基质材料复合。纳米粒子的引入不仅可以显著提高复合材料的力学性能,而且可以赋予许多特殊性能和功能,与传统纳米粒子填充聚合物相比,纳米材料显现出相当好的抗冲击性,高弹性模量,高弯曲模量以及良好的热稳定性和阻燃性能[4]。其应用领域广泛;而制备纳米复合材料的方法众多,总结近几年的重要方法主要有:共混法、溶胶-凝胶法、插层法、愿为分散聚合法、辐射合成法以及自组装技术等其中方法[5]。 随着现代聚烯烃工业的飞速发展,聚乙烯(PE)产量大,是应用最广的一类聚合物[6-7],已成为成为当今世界上份额最大的合成树脂产品,在各行各业中发挥着日益重要的作用,但是,聚乙烯树脂存在强度低、耐热性差和阻隔性能不够好等缺点,近几十年来,随着纳米技术在各领域的广泛应用,经纳米技术改性

纳米复合材料发展与现状

纳米复合材料发展与现状 201041505118 李少军10材料一班 1 纳米复合材料 超细粒子(或纳米粒子)是指尺度介于原子、分子、离子与块状材料之间,粒径在1~100nm范围以内的微小固体颗粒。随着物质的超细化,产生了块状材料不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应,从而使超细粒子与常规颗粒材料相比具有一系列优异的物理、化学性质。纳米粒子经压制、烧结或溅射组合而成的具有某些特定功能的结构即纳米材料。它断裂强度高、韧性好、耐高温,纳米复合同时也提高材料的硬度、弹性模量、Weibull模数,并对热膨胀系数、热导率、抗热震性产生影响。[1] 纳米复合主要指在微米级结构的基体中引入纳米级分散相。纳米复合材料(复合超微细颗粒)表现出许多与模板核本质不同的性质,如不同的表面组成、磁性、光学性能、稳定性及表面积等。纳米复合材料涉及的范围广泛,它包括纳米陶瓷材料、纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米催化材料、纳米半导体材料、纳米聚合材料等。纳米粒子具有很高的活性,例如木屑、面粉、纤维等粒子若小到纳米级的范围时,一遇火种极易引起爆炸。纳米粒子是热力学不稳定系统,易于自发地凝聚以降低其表面能,因此对已制备好的纳米粒子,如果久置则需设法保护,例如保存在惰性空气中或其他稳定的介质中以防止凝聚。纳米材料是物质以纳米结构按一定方式组装成的体系。它是纳米科技发展的重要基础,也是纳米科技最为重要的研究对象。纳米材料也被人们誉为21 世纪最有前途的材料。由于纳米材料本身所具有的特殊性能。作为一种全新性能的先进复合材料,在微电子、信息、汽车、宇航、国防、冶金、机械、生物、医药、光学等诸多领域有极广泛的应用前景。 2 纳米复合材料的分类 研究纳米复合材料的一个重要目的是改进并提高块体材料的性能,或通过结构复合来发现块材料中并不存在的性能或效应。和块体材料相比,纳米复合材料的物理和化学性质将更多地依赖于材料的表面缺陷和量子尺寸效应。目前.纳米复合材料的种类繁多,可分为:固态纳米复合材料和液态纳米复合材料。基质材料对于纳米粒子的结构具有稳定作用;而基质材料的不同,又可将纳米复合材料区分为:无机基纳米复合材料和聚合物基纳米复合材料。聚合物基包括单聚合物、共聚合物和聚合物的混合;无机基则包括玻璃,如多孔玻璃、分子筛、溶胶一凝胶玻璃和陶瓷等。[2]还可根据纳米粒子的物理性质可将纳米复合材料区分为:半导体纳米复合材料、铁电体微晶复合材料、染料分子纳米复合材料、稀土纳米复合材料、金属(合金)纳米复合材料、光学纳米复合材料(非线性、发光、光折变等)、磁性纳米复合材料等。 3 纳米复合材料的制备 3.1 溶胶- 悬浮液混合法

中国正在走向两极分化吗

中国正在走向两极分化吗 导读:本文中国正在走向两极分化吗,仅供参考,如果觉得很不错,欢迎点评和分享。 近年来,我国居民之间收入差距明显拉大,于是许多人纷纷议论:中国正在走向两极分化!那么,应该怎样认识这个问题呢?一、我国的收入差距状况及成因据社会学家保守地估计,目前我国年收入在5万元以上的有500多万户,约占全国总户数的2%;个人家庭资产在百万元以上的也约有100万户。而另一方面,我国目前还有6500万人口没有摆脱贫困。国家统计局1994年统计表明:全国约占城镇居民总数5%的1250万人处于相对贫困状态,其收入低于全国城镇居民月人均160元的基本消费水平。这1000多万人尽管节衣缩食,仍然收不抵支,许多人甚至连新鲜蔬菜也不敢多买一点。 在收入分配差距比较中,国际上常用五等份的测量方法,就是按收入水平的高低,将人口分为五等份,然后计算各个1/5人口层的收入在全部收入中所占的比例。有关资料计算表明:在城镇,1994年20%的最高收入的家庭占了全部收入的44.46%,而20%的最低收入的家庭仅占全部收入的6.04%;在农村,1994年最富有的20%的家庭占有全部收入的48.79%,最贫穷的20%的家庭仅占全部收入的4.59%。从以上两组数据可以看出,无论在城镇还是在农村,贫富差距都是相当大的。

那么,是什么原因拉开了贫富差距呢?主要有以下几点: 1.分配制度不完善,分配政策不配套,导致分配秩序紊乱。例如,尽管国家三令五申,但一些行业、企业和单位仍在滥发工资、奖金、津贴;有的国有企业滥发职工股;实行国有民营时,低估国有资产价值,化国有资产为个人所有;把公有住房低价卖给个人;有的事业单位乱收费;一些管理部门或个人瓜分、截留土地出租收益;等等。 2.对非法暴富行为打击不力。在我国现有富翁中,有相当一部分不是靠勤劳致富、合法经营致富,而是靠违法乱纪暴富起来的。近年来,我国侵犯财产型犯罪和经济犯罪的比率急剧上升,贪污、受贿层出不穷,偷税、漏税成为普遍现象。如,1995年全国个人所得税征收为131.39亿元,但国家税务局负责人指出,目前我国隐蔽性所得和高收入层所得,约有50%的税没有征收上来。这便大大制约着我国个人所得税对于调节收入公平分配的作用。 上述情况并不能表明我国已走向两极分化了。那么,中国将来会不会走向两极分化呢? 二、中国不会走向两极分化1.社会主义本质上不允许出现两极分化。邓小平同志在南巡谈话中指出:“社会主义的本质是解放生产力,发展生产力,消灭剥削,消除两极分化,最终达到共同富裕。”他在接受美国记者华莱士电视采访时再次强调指出:“社会主义的致富是全民共同致富。社会主义的原则,第一是发展生产,第二是共同富裕。”所以,建设有中国特色社会主义,鼓励部分地区和部分人先富起来的政策,其最终目标还是为了实现共同富裕。我国在实行这一

根管治疗器械的选择

好久以来都徘徊在各种根管治疗系统里面,真不知道哪种好一些。其实国外也一直有学者认为,没有哪种系统可以很好的独立完成治疗,就国内的情况更要结合一些标准的手用器械。因为技术我比较认可的是crown-down和step-back的根尖三分之一部分。 对于器械因为有多个因素需要考虑,我认为对于国内大部分口腔医生来说,比较合理的配置是: 1、裂钻 2、金刚砂钻针 3、慢球 钻 4、GG钻 5、手用的protaper 6、VDW的C锉 7、mani的H-FILE 8、登士柏的15# 012D K-FILE 、 9、登士柏的20#-30# 012C 的K-FLEXOFILE 、 10、DG16的根管探针 11、04锥度的牙胶尖 12、Cortisomol或者AP-PLUS 13、自配的EDTA和氯亚明 下面解释我的观点: 1、关于高速裂钻和金刚砂钻针: 一直有人在我的耳边说为什么开髓不用高速的球钻,其实也用,当遇到孩子或者脸部比较丰满的患者时,我还是会选择一下球钻的,包括那种金刚砂的球钻,主要出于安全的考虑,确实当一切因素遇到安全时都会让步于安全。一般情况下我是会选择金刚砂钻针的,只是最近发现mani的金刚砂全部变成假货了,根本不耐用,其他品牌领导又嫌贵,就又选了裂钻,这两种钻针的好处:冠部预备比较整齐;尤其是金刚砂在修整薄壁时比较安全。有人会提到一些特制的开髓车针,确实都很好,但价钱也好,能配备是最好的。 有人已经开始笑了,觉得讲根管器械,唠叨开髓的钻针干什么,其实前面我已经提到了crown-down技术,那开髓和髓腔的修整我认为是这个技术最伟大的地方,以致于最早读到crown-down时自己完全晕掉了--不是觉得好,是根本没看懂。这个时候你如果用球钻开髓,那开髓洞壁往往是和狗啃的一样,如果你要是提到用球钻可以开一个小眼,那你一定值大钱了,因为你是古董级的人物,你属于干尸的年代。 crown-down技术要求冠部髓腔预备完成后器械可以直线进入根管,高速球钻这时简直是捣乱。尤其我一直采用的是“平面开髓”见下图:

纳米复合材料

纳米复合材料的制备及其应用 分析化学饶海英20114209033 摘要:聚合物基复合材料目前已经成为复合材料发展的一个重要方向,它涉及了材料物理、材料化学、有机材料、高分子化学与物理等众多学科的知识。本文主要针对纳米复合材料的制备方法、性能及应用等方面的研究进展情况进行了综述。 复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国航、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分。80年代初Roy等提出的纳米复合材料[1-3],为复合材料研究应用开辟了崭新的领域。纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。由于纳米微粒独特的效应,使其物理和化学性能方面呈现出不同的性能。将纳米材料与复合材料结合起来,所构成的纳米复合材料兼有纳米材料和复合材料的优点,因而引起科学家的广泛关注和深入的研究[4-5,44,45]。纳米复合材料的基体不同,所构成的复合材料类型也不同,如:金属基纳米材料[9-11,43]。陶瓷基纳米材料[12]、聚合物基纳米材料。 近年来发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。 1纳米聚合物基复合材料 1.1 纳米聚合物基复合材料的合成进展 在纳米聚合物基复合材料方面,主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体,分散水平达到纳米级,得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。较早发展起来的几种聚合物纳米复合材料的制备方法[13-14]有共混法、溶胶-凝胶法(sol-ge1)、插层复合技术(interaction),可分为插层和剥离(exfoliate)两种技术、原位(in-situ)法、母料法、模定向合成法(template directed)包括化学方法和电化学方法。 声化学合成(sonochemical synthesis)是制备具有独特性能的新材料的有效方法。

中国贫富两极分化的成因

二、中国贫富两极分化的成因 为消解贫富两极分化.首先要找到贫富两极分化的根源。促成贫富两极分化的因素很多,市场经济的引入是其产生的外部环境,社会管理则是其产生的内在因素。从制度的角度来说.收入分配制度是导致贫富两极分化的直接诱因。新制度主义者们认为,形塑人的行为的是制度制度影响人的动机、目的和行为策略,因而在不同个体的行为交互作用下构筑了一定的政治结果。贫富两极分化正是在拉大收入差距的分配制度的激励下促成的结果。而这一分配制度是由国人赶超发达国家的心态促成的。 改革开放之初,中国的经济、科技水平与发达国家的水平相距甚远。国人正是深切地认识到这一点,他们才产生赶超发达国家的急切心理。改革开放的实质是以新的激励制度激发国人劳动的热情,以此推进国家经济的飞速发展。备受社会诟病的平均主义分配制度自然成为改革的首选目标。平均主义被指是促使个人懒惰的分配制度,它不利于推动经济的快速发展.当然更不利于中国赶超发达国家。既然收 入差距太小不利于调动劳动者的积极性,那么,把收入差距拉大必将激励劳动者为获取更多收入而奋力。“效率优先。兼顾公平”的收入分配制度之所以得以正式确立并固化。是因为拉大收人差距的分配制度实质上是凸显精英功能的制度.强调精英在经济发展中的重要作用。平均主义分配制度是过度照顾普通民众利益的制度,而“效率优先,兼顾公平”的分配制度是利益向精英倾斜的制度。既然这一制度维护的是精英阶层的利益,精英阶层自然而然会反过来维持这一制度,并通过国家政策使之固化。固化后的分配制度若要实现变迁,将遭遇路径依赖的陷阱。 合理拉开收入差距确实能激励有能力和勤奋的个人通过自己的努力实现致富.而对能力较差和懒惰的个人形成压力。迫使其提高能力且改变懒惰的习性。中国改革开放30年来取得的辉煌成就很大程度上得益于收入分配制度改革的成功。当政府认识到 收入差距拉大与国家经济发展成正相关关系时,政府将这一激励制度固化并逐步形成路径依赖。新的收入分配制度的激励效应使为数不少的决策者逐渐产生“收入差距越大,激励效应越强”的观点。于是,普通劳动者与雇主或高管之间的收入差距越拉越大,加之精英阶层联合垄断经济资源和组织资源,下层民众无法通过自己的辛勤劳作从中分得更多的资源。中国劳动者工资收入总额在GDP中的比重长期在12%一17%的低水平徘徊.发达国家所占比一般是54%一65%。在1980年至2005年期间.这一比重还从17.1%下降至11%(章辉美等,20“)。劳动者收入所占比重在下降,而政府和企业收入在GDP中所占比重在上升。这一收入分配格局使得劳动者无法充分分享改革成果,极易激发社会冲突,民众对政府的信任度也将下降。不仅如此,随着社会阶层的分化与固化,居民收入流动性在降低①,收入差距在高(李实,2011),进而形成“贫者愈贫,富者愈富”的趋势。贫困阶层,甚至连他们的下一代都失去致富的希望,因而产生对富裕阶层的仇视心理。他们尤其仇视那些通过不正当手段致富的官员、投机商人等群体。贫困阶层中的一些激进分子甚至通过制造突发事件以发泄其对社会的不满。贫富两极分化由此形成。 中国政府已经开始觉察到贫富两极分化现象的存在,在意识到其不利于社会稳定与和谐。不利于中国经济的可持续发展之后,着手进行收入分配制度的改革,但成效甚微。改革是利益的重新分配。改革收入分配制度就意味着精英阶层主动削减自己的既得利益,增加贫困阶层的利益。从经济人的本性来说,精英阶层不会自觉自愿地损害自己的利益,因此,他们将极力维持现存的分配制度.继续垄断经济资源和组织资源。导致贫富两极分化的直接原因是拉开收入差距的分配制度,深层原因则是分配制度的制定模式。因为精英制定的制度必定维护精英的利益。没有劳动者参制定的制度很可能损害劳动者的利益。现有的收入分配制度主要是由精英制定的.劳动者在制度制定过程中的话语权并不大。精英通过制定制度、政策将本阶层的收入不断推高,而劳动者阶层的收人则不断压低。如此,贫富两极分化最终形

纳米复合材料文

纳米复合材料文专业:电气工程与自动化 班级:13级2班 姓名:许超 学号:1316301193

纳米材料综述: 纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料,它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为100一102nm。它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构,后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。 1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter 在高真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成形,烧结得到纳米微晶块体,从而使纳米材料进入了一个新的阶段。1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议,正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。从材料的结构单元层次来说,它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。在纳米材料中,界面原子占极大比例,而且原子排列互不相同,界面周围的晶格结构互不相关,从而构原子排列互不相同,界面周围的晶格结构互不相关,从而构. 在纳米材料中,纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序,通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级,高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。纳米相材料和其他固体材料都是由同样的原子组成,只不过这些原

子排列成了纳米级的原子团,成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。其常规纳米材料中的基本颗粒直径不到l00nm,包含的原子不到几万个。一个直径为3nm的原子团包含大约900个原子,几乎是英文里一个句点的百万分之一,这个比例相当于一条300多米长的帆船跟整个地球的比例。 纳米复合材料综述: 纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。 纳米复合材料优点 纳米复合材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的复合材料,由于纳米分散相大的比表面和强的界面作用,纳 米复合材料表现出不同于一般宏观复合材料的综合性能。 纳米颗粒由于其尺寸小,比表面积非常大而表现出与常规微米级材料截然不同的性质。在与聚合物复合时,纳米颗粒的表面效应,小尺寸效应,量子效应以及协同效应,将使复合材料的综合性能有极大的提高。这种复合材料既有高分子材料本身的优点,又兼备了纳米粒子的特异属性,因而使其具有 众多的功能特性,在力学,催化,功能材料(光,电,磁,敏感) 等领域内得到应用。例如,插层法制得的聚丙烯/蒙脱土等纳

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