本文是一篇材料工程论文，材料工程是研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。其工程硕士学位授权单位培养从事新型材料的研究和开发、材料的制备、材料特性分析和改性、材料的有效利用等方面的高级工程技术人才。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇材料工程论文，供大家参考。
精选材料工程硕士论文篇一
第一章绪论
进入21世纪以来，环境污染和能源短缺问题曰益严重，迫切需要开发利用各种燃料电池和高能电池，其中发展电动汽车是当务之急，电动汽车的关键则在于电池，而其中锂离子电池又被认为是最能满足未来社会可持续发展要求的高能电池之一。与其他二次电池相比，裡离子电池具有工作电压高、比能量高、安全性好、无记忆效应、自放电小、无环境污染等优点[1-8]。近年来，锂离子电池发展很快，已经广泛用于手机、数码相机、笔记本电脑、MP3、摄像机等便携式电子设备和航天、航空领域，并已在电动汽车领域得到极大的重视。因此，各种电动车用裡离子电池将成为今后各国重点发展的产业，同时也为我国动力电池产业发展开辟了更加广阔的需求空间。然而，当前的裡离子电池还无法满足持续增长的能量密度需求，如纯电动车和混合电动车。这就迫切需求开发高能量密度、高倍率性能的电池材料，使得4里离子电池的能量密度和功率密度满足当前需求，进而推动电动汽车产业的快速发展。
1.1镇离子电池概述
1.1.1裡离子电池工作原理
键离子电池由正极、负极、电解质和隔膜四个部分组成。一般釆用氧化还原电势较高且在空气中稳定的嵌裡过渡金属化合物作为正极，如猛酸锂、钴酸裡和楼酸铁锂等，它不仅是锂的载体，而且也是整个电池运行过程中的锂离子源。负极材料则选择电势尽可能接近金属锂电势的可嵌银物质，商业化裡离子电池较多使用的是石墨。电解质一般是由锂盐和混合有机溶刘所组成的溶液，如LiC104/PC+DME、PC+DME+EC (碳酸乙稀醋）、LiPFs/PC(碳酸丙稀醋)+DME(二甲基乙二醇)、EC+DEC (碳酸二乙醋)等。隔膜一般为多孔性的聚炼烃树脂，用于隔开正负极，防止电池发生短路。裡离子电池的主要构造及工作原理如图1.1所示。充电时，裡离子从阳极材料的晶格中脱出，经由电解质嵌入到阴极材料中，与此同时电子通过外部线路从阴极流向阳极，从而导致阴极电位上升，阳极电位下降，电池电位变高；放电时，裡离子和电子将向相反的方向运动，锂离子从负极脱出，经过电解质后嵌入正极材料晶格中，同时电子通过外部线路从阳极流向阴极，从而产生电流，完成化学能到电能的转换。
1.1.2裡离子电池负极材料
负极材料是影响裡离子电池性能的关键材料之一。早期裡离子电池负极材料使用的是金属裡。但由于单质裡的活性大，在充放电时，金属电极表面的不平整使其表面电位的分布不均，在充电时容易形成枝晶键，随着枝晶裡的积累会刺破隔膜而导致短路、漏电甚至发生爆炸，这给电池的安全性造成严重的安全隐患。因此，寻找其他可以代替单质银并且可以和4里发生反应的负极材料成为人们研究的重点。理想的裡离子电池负极材料通常需要满足以下几个条件：（1)在裡嵌-脱反应过程中，电位低并且极接近金属裡的电位，以便保证电池具有较高且平稳的输出电压；（2)具有较高的电化学容量和较高的充放电效率，以保证电池具有较高的能量密度和较小的容量损失；（3)在电极材料的内部和表面，裡离子具有较快的扩散速率，以确保电极过程的动力学因素，从而使电池能以较高的倍率充放电，满足动力型电源的需要；（4)具有良好的导电性；（5)具有较高的结构稳定性、化学稳定性和热稳定性，与电解质不发生反应，以保证电池具有霞好的循环性能：（6)电极的成型性能要好；（7)制备容易，资源丰富，价格低廉，对环境无污染。目前锂离子电池负极材料主要有石墨、无定形碳类、碳纳米管、桂基材料、锡基材料、合金材料、过渡金属氧化物以及二维纳米材料。
1.1.2.1 石墨
石墨材料包括天然石墨和人工石墨[9, 10]。天然石墨的结构有2H和2H+3R(麟片石墨）两种排列结构。人工石墨是由易石墨化的碳经高温石墨化处理得到的，它主要有中间相碳微球、石墨纤维以及其它各种石墨化的碳。中间相碳微球石墨(MCMB)的整体呈球形，是高度有序的层面堆积结构。通过MCMB粒度及分布研究中发现颗粒度大，放电容量高；但颗粒度增大，锂离子f散路径增长，且大颗粒之间是点接触，电阻大，循环过程中阳极的膨胀收缩变化导致颗粒接触变化，对于大颗粒而言影响更显著，这又使电池循环寿命稍差。石墨材料对电解液较为敏感，当在有机电解液中进行充放电时，石墨层间距变化较大，并易发生链与有机溶剖共嵌，导致石墨层剥落、石墨颗粒崩裂和粉化，因此需对石墨改性，如形成具有核一壳结构的复合石墨。这种材料一般是以高键离子嵌入量的石墨类碳材料为核材料，而以具有可生成较致密純化膜的无定形类碳材料为壳材料。
第二章CTAB-协助合成单层M0S2/石墨稀纳米复合材料及其在锂离子电池中的储锂性能研究
2.1前言
最近，二维(2D)纳米材料以其独特的结构显示了众多优异的物理、化学、电学和力学等性能，具有重要的科学研究意义和广泛的应用前景[79，83, 95，96]。石墨稀纳米片是其中最典型的代表，其优异的电子迁移性能、极大的比表面、良好的柔初性和化学稳定性等特性使其得到了最广泛的研究并显示了众多的应用前景[96-101]。石墨稀研究的成功和发展激发了人们对其他类石墨稀(Graphene-Like, GL) 2D层状纳米材料研究的极大兴趣，如GL-过渡金属二琉化物[79，83, 102]。过渡金属二琉化物典型的层状结构及其弱的层间范德华力使其可以剥离成或直接合成得到单层或少层数类石墨稀纳米片结构。二琉化销是过渡金属硫化物家族中的一员，在催化[103],纳米摩擦学[104]和电化学[105，106]方面均有应用。MoS2体相晶体是由S-Mo-S层通过范德华力紧密相连的。在单元层的内部，每个Mo原子被三棱形分布的S原子包围着。和石墨相似的层状结构能够被剥离成单层或者少层。研究表明随着二碌化销层数的减少会导致其电子特性的改变，少层数（尤其是单层）的过渡金属二硫化物显示了不同于体相材料的一些新的不寻常的物理、化学和电学特性[78，79，107],例如基于单层MoS2制备的晶体管显示了极高的开关比[79]，体相材料中不会出现的焚光现象会随着MoS2层数的减少而出现强烈的焚光[107]。Mak等同样观察到单层M0S2的荧光量子效应是体相材料MoS2的104倍[78]。
第三章类石墨烯MoS2/Graphene复合材料.........37
3.1 实验材料........ 37
3.2实验部分........ 38
3.2.1氧化石墨烯制备........ 38
3.2.2 MoS2/石墨烯复合材料的制备........ 38
3.2.3物相和表面形貌分析........39
3.2.4电化学性能测试........ 39
3.3结果与讨论........ 40
3.3.1样品的形貌和晶体结抅分析........ 40
3.3.2形成机理分析........ 43
3.4本章小结........ 49
第四章MoS2/石墨烯纳米复合材料........ 51
4.1实验材料........ 51
4.2实验部分........ 52
4.3结果与讨论........54
4.3.1样品的晶体结构和形貌分析........54
4.3.2电化学性能分析........ 55
4.4本章小结........56
第五章结论与展望........ 57
5.1结论 ........57
5.2本论文创新之处........ 59
5.3展望........ 60
结论
本论文以类石墨稀过渡金属琉化物MoS2和改进的Hummer's法制备的石墨炼为研究对象，采用简单的便于规模化生产的液相合成法制备在结构和形貌上相匹配的过渡金属琉化物MoS2与石墨稀的复合材料，主要目的是利用石墨稀的高电导率以及与过渡金属疏化物之间的协同效应来提高其作为锂离子电池负极材料的可逆容量、循环性能以及倍率性能，并在此基础上通过选用不同的表面活性刻探讨表面活性劍对类石墨稀过渡金属硫化物在形貌和微观结构及其在储锂容量上的影响。主要结论如下：首先在CTAB协助下，水合胖同时还原琉代4目酸铵和氧化石墨稀合成出SL-MoSz/GNS前躯体，再经过氮气保护80(rC下热处理2小时，进而得到了 SL-M0S2/GNS复合材料。经XRD，SEM和HRTEM的微结构表征结果显示，单层M0S2高度均匀分散在SL-M0S2/GNS复合材料中。拉曼光谱证明了单层MoS2和石墨稀及其二者之间的相互作用。制备过程中，CTAB和石墨炼在抑制MoS2在(002)方向上发生生长上起到了关键作用，相田比邻的两个单层MoS2纳米片之间的层间距由原来的0.62 nm扩大到1.00 nm左右。电化学测试表明SL-M0S2/GNS复合材料比纯相MoS2有更高的可逆容量和更优异的循环稳定性，尤其是SL-M0S2/GNSO2。SL-M0S2/GNS复合材料出色的电化学储裡可逆性能归因于该材料本身特有的稳定结构和单层MoS2纳米片与石墨稀之间的增强的协同效应。电化学阻抗测试同样证实了石墨稀的引入降低了电极的接触电阻以及方便了电极反应中的电子迁移。从而使得电极材料具有非常优异的电化学充放电性能。该研究同样说明了单层与石墨稀通过技巧性的组合可形成多种锂离子电池的阳极材料，并且该研究介绍了一种简便的适合大规模生产方法。
参考文献
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精选材料工程硕士论文篇二
1绪论
随着社会经济的发展，全球性的能源危机和环境污染问题已经引起世界各地的广泛关注。解决能源短缺和环境问题是实现可持续发展的必然要求，光催化技术可以有效解决这两方面问题。能够有效利用太阳能实现光催化降解污染物的可见光催化技术及可见光催化剂的制备成为环境、化学及材料学等各领域的研究热点。
1.1光催化技术概述
光催化技术是指在光的参与条件下，在光催化剂及其表面吸附物之间进行的一种光化学反应从而促进化合物的合成或使化合物降解的过程。作为一种新型废水处理方法，光催化技术具有温和的反应条件、简便的操作且能矿化绝大多数有机物、能有效利用太阳光、二次污染低等优点，在治理环境污染方面发挥日益重要的作用。上世纪70年代光催化技术已经开始应用在环境保护中。Fujishima等⑴首次发现TiCb单晶电极上能够光催化制氧，这对缓解当时的能源危机具有较为深远的意义。随后Carey等利用Ti02半导体来降解水中污染物取得了较好的效果。Tennakone[3]利用月球上的强紫外光条件，以宽带隙半导体为光催化剂来净化月球基地的生活用水。半导体光催化技术迅速成为能源环境学者的研究热点。
1.2光催化机理
半导体的能带主要包括价带和导带结构。其中，充满电子的低能价带用VB表示。空的高能导带用CB表示。VB和CB之间的区域称为禁带，表示其禁带宽度。禁带的存在使得半导体具有光催化特性，因为禁带区域是不连续的。当光照能量时，VB上强还原性电子(e_)会被激发跃迁至CB,同时在VB留下一个强氧化性空穴(/Z+)。氧化空穴(/7+)与氧化样(D/D+)发生氧化反应的条件是VB底的能量要低于D/D+的氧化势。当CB底的能量高于还原样（A/A_)的还原势时，光生电子(eO才可以起到有效的还原作用。半导体表面光生电子（e_)和空穴（/2+)分别与02及出0发生反应，生成强活性的自由基，吐02、OH.及02"等，这些氧化性能较强的自由基可以将有机污染物氧化成小分子化合物，从而实现光催化降解作用，其过程如图1.1所示。
1.3髙光催化剂可见光响应的途径
可见光催化过程同样也涉及电荷的分离与转移，但光催化剂大多是能带较宽的半导体，可见光的能量较低难以直接将半导体激发，需要釆取特殊的途径来实现半导体电子及空穴的激发，其途径主要如下：
(1) 光敏化
表面光敏化是指将光活性化合物物理或化学吸附在催化剂表面，使其光吸收波长红移实现可见光响应，从而提高可见光光催化效率。表面光敏化主要包括染料光敏化和半导体光敏化。染料光敏化是指选取特定的能够吸收可见光的活性化合物，如有机染料、腐植酸等，与宽禁带半导体材料复合，当光活性物质激发态电势低于半导体导带电势时，就能够使激发电子由敏化剂输送至半导体导带，从而使复合材料实现可见光区域响应。尽管染料光敏化可实现可见光响应，但仍存在不足，其光催化效率较低，染料不稳定以及染料和半导体难以结合等。半导体光敏化可以弥补这些缺点。半导体光敏化指用窄带隙半导体取代染料作为光敏剂实现半导体的光敏化，从而构造异质结构，此敏化剂较稳定且具有电荷分离效率较高、载流子生命周期长及电荷易转移到表面吸附层等优点。
(2) 能带变化
半导体能带变化可通过“能带隙减小”和“生成中间能级”两种途径来实现，而生成中间能级又可以根据改性方式的不同分为“掺杂能级”和“缺陷能级”。减小能带隙不仅可以通过非金属（如N、P、S等）掺杂，还可以通过直接制备能带隙较窄的半导体实现可见光响应。半导体内的晶格缺陷及痕量杂质，会在其内部产生-个接近CB或VB边缘的内部能级，从而在较低带隙能量下便可激发电子，进而降解打机污染物“掺杂能级”是目前应用较多的提高可见光响应的途径，主要是通过掺浓元素在半导体CB和VB之间会形成一个新的杂质能级；“缺陷能级”则是现今较成功的可见光响应途径机理。“缺陷能级”主要是通过非金属掺杂、氧气还原及表面硫酸化等方法使半导体内部产生氧化空位，缺陷氧化空位使得半导体CB及VB间产生缺陷能级，从而改变激发电子的路线，促成电子在可见光照射下就能完成由价带向导带的激发。
2实验部分
2.1实验试剂及实验仪器
物质的比表面积(specific surface area, m2/g)是指1 g固体所占有的总表面积。一般比表面积是衡量吸附性能的方法之一，两者一定程度上正相关。通过BET比表面积测试可以得到颗粒的比表面积、孔容、孔径分布以及氮气吸附脱附曲线等性质，是研究材料性质的一种重要手段。本实验BET比表面积测试是通过使用美国Micromeritics公司的ASAP2020型BET比表面积测定仪利用N2静态吸附法(77 K温度下)进行分析(预处理条件：温度150 -C，fli强L33Pa，时间为2h)。UV-Vis DRS测试是分子光谱技术在催化剂体相性质表征中最为常见、最为有效的光谱技术。UV-Vis能够观察到过渡金属的跃迁以及由于电荷转移（电子从配体转移至金属金属或从金属转移至配体）而引起的其他跃迁（如Ti, Zn, Ce，Zr, Mo, Sn,稀土元素、碱土金属氧化物以及许多其他过渡金属氧化物），所以其可以直接提供电子结构和第一配位层的相关信息，能够用以测定过渡金属的区域对称性、氧化态、配位体类型、配位数等，是一种探测离子所在位置类型的灵敏手段。本实验采用日本岛津公司，型号为UV-2500的紫外-可见漫反射光谱仪，测定波长范围为200?800 nm。吸附平衡时间是通过在磁力掠拌器上进行的吸附动力学实验确定的，实验条件与光催化反应条件一致。称取0.08 g催化剂于圆柱形烧杯中，加入配置好的200 mL MV(30mg/L)或MB(20 mg/L)溶液，黑暗条件下维持25 °C，磁力搜拌器上进行吸附扩散试验。间隔取样后磁选分离后对其浓度变化进行分析，至吸附量稳定所用时间记为吸附平衡时间。
3 Bi25Fe04(r石墨烯的制备....... 15
3.1 BiFe03 的制备....... 15
3.2 Bi25FeO40_石墨稀的制备....... 15
3.3表征结果分析....... 16
3.4吸附动力学实验....... 24
3.5 Bi25Fe04o-石墨烯的光催化性能研究....... 25
3.5.1 Bi25Fe04G -石墨烯的光催化活性....... 25
3.5.2 Bi25Fe04(r石墨烯光催化降解甲基紫....... 27
3.5.3石墨烯负载量对光催化性能的影响....... 29
3.5.4 Bi25Fe04(r(20)石墨烯催化剂....... 31
3.6本章小结....... 32
4 Bi25FeO40-CN的制备及其可见光....... 33
4.1 Bi25FeO40-CN 的制备....... 33
4.1.1 Bi25FeO40 的制备....... 33
4.1.2 CN 的制备....... 33
4.1.3 Bi25FeO40-CN 的制备....... 34
4.2表征结果分析....... 34
4.3吸附动力学实验....... 39
4.4 Bi25Fe04o-CN的光催化性能研究....... 40
4.5本章小结....... 47
5结论、创新点及展望....... 48
5.1结论....... 48
5.2课题创新点....... 48
5.3课题展望....... 49
结论
从开发新型磁性可见光催化剂、铁酸铋掺杂改性及复合半导体三个角度幵展研究，制备了两种磁性易分离铁酸铋复合材料，分别对其进行了表征分析，并以染料废水为目标污染物考察其光催化性能。
(1)通过简单易控的水热法制备可见光响应型铁酸铋，同时利用水热法可以实现石墨烯的掺杂，从而制备Bi25Fe04()-石墨烯复合光催化材料；并采用混合-加热焙烧法将铁酸铋与半导体石墨相氮化碳(CN)进行复合，制备Bi25Fe04o-CN复合光催化剂。
(2)石墨炼的加入促进了铁酸秘由BiFe〇3向Bi25Fe〇4o晶体的转变，从而使得Bi25Fe04()-石墨烯复合光催化剂磁性加强。此外，石墨烯的加入使得催化剂中铁酸铋粒子尺寸减小，比表面积变大，加上其较强的捕获电子能力对光生电子-空穴复合的有效抑制，Bi25Fe04()-石墨烯复合催化剂的光催化3 h降解MV的效率相对单纯BiFe03、Bi25Fe04o提闻了 54.4%。
(3) CN与Bi25Fe04o的复合过程并未发生晶型的转变，随着CN的掺杂量的增加，从合材料的无序性增强，从而比表面积有所减小，但这并不影响复合催化剂的光催化性能。复合光催化剂相对单纯Bi25Fe04()带隙能有所减小，吸收波长范围发生红移，从而其光催化活性还是有了一定程度的提高。光催化反应3 h，Bi25Fe04()-CN对MB的降解率相对单纯Bi25Fe04()提高了 30%左右。
(4)通过对污染物初始浓度度光催化性能的影响研究可以推断出Bi25Fe04()-石墨烯及Bi25Fe04()-CN可见光催化降解过程均符合L-H模型，且遵循吸附占主导作用的反应机理。
(5)由于Bi25Fe04C)自身的磁性特征使得复合光催化剂易从反应体系中分离。通过外加磁场的作用回收利用催化剂，重复使用性能稳定。
参考文献
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精选材料工程硕士论文篇三
第一章文献综述
由于材料应用领域的不断扩大，以聚碳酸酷、聚两稀等通用工程塑料为树脂基体的热塑性复合材料已明显力不从心，直到芳香族聚合物如聚酷胺类、聚苯硫醚类、聚酰亚胺类、聚醚酮类等多种高性能特种工程塑料的出现才满足了高端领域材料性能的需求。在这些高性能特种工程塑料中，比较有代表性的是英国ICI公司于80年代初成功推出的商品名为“Victrex”的聚芳醚酮（PAEK)，它具有耐热等级高、耐疲劳、耐冲击、耐湿热以及阻燃性能好等突出优点。聚芳醚砜是另一种具有较高玻璃化转变温度、良好的抗水解、耐工业溶剂性以及优异的热氧化稳定性的工程塑料[7]，关于这类聚合物的合成、性能及应用也已经引起越来越多的研究者关注。鉴于上述聚合物优异的综合特性，许多高分子化学工作者尝试从分子设计的角度出发来设计合成新型的聚芳醚酮和聚芳醚砜，并通过在分子链上引入特殊功能的基团来实现聚合物的功能化，在尽量不损失原有性能的基础上对其进行改性，以期达到所要求的性能。
1.1聚芳酸酮
1.1.1聚芳艇酮旳发展
聚芳醚酮（PAEK)是一类由亚苯基环通过酸键和碳基连接而成的聚合物。根据亚苯基与氧桥及裁基的比例不同、链接顺序不同可将聚芳醚酮分为以下几种类型：聚醚酸酮（PEEK)、聚魅酮（PEK)、聚醚酮酮（PEKK)、聚醚酮醚酮酮（PEKEKK)、聚醚醚酮酮（PEEKLK)，其分子结构式见表1。聚芳醚酮分子结构中含有刚性的苯环，因此具有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐福射和耐化学药品性等特点，而分子结构中的醚键又使其具有柔性，可以用热塑性材料的加工方法对其进行成型加工。由于具备优良的综合性能，聚芳醚酮已经成为可应用于很多领域的先进材料。聚芳醚酮的研究开发工作开始于20世纪60年代。1962年美国Du pont公司的Bonner[is]以三氯化招-硝基苯为催化剂，利用对苯二甲酰氯和二苯_的亲电取代反应首次合成出全芳聚醚酮酮(PEKK)(图1-1),由此开始了对聚芳酮的探索性研究工作。1964年英国ICI公司的Goodman等人成功合成了聚酸酮。但是早期的合成都没有能够得到髙分子量的聚合物，原因有二：其一是聚合物具有较高的结晶度，在大多数有机溶剂中都不溶解，以至于在生成高分子量的产物之前就从聚合体系中沉淀出来；其二在于亲电反应的过程中产生了自由基反应，从而导致聚合物的支化和交联。直到1972年英国ICI公司的Rose才以二苯砜为溶剂、对苯二盼和4,4’二氟二苯酮为单体，采用亲核取代路线制备出了高分子量的聚醚酸酮（PEEK)(图1-2)，这类材料才迅速发展起来，并在二十世纪八十年代初期实现商品化，目前已经广泛应用于机械、石油化工、核电以及轨道交通等领域。长期以来此类树脂一直由英国ICI公司独家生产，其市场销量连续以每年20%的速度增长，生产能力在2004年初已经达到2800 t/年。除ICI外，较为著名的聚芳醚酮生产厂家还有美国的Dupont和Amoco、德国的BASF和Degussa、印度Gharda化学公司以及比利时的索尔维公司等。2010年世界聚芳醚酮树脂年消费量为3000 t，其中欧洲约占48%，美国约占41%,亚太约占6%，其它地区约占50/0。
当前国外对聚芳醚酮的研究主要集中在两个方面：一是设计化学结构合成新品种并对其进行表征；二是对聚合物结构、形态、物性关系进行基础研究。长期以来，西方工业发达国家将这种重要材料作为战略物资对我国封锁、禁运，为了打破这种局面，满足我国国防军事和民用高技术的发展需求，国内“七五”规划中就把PEEK树脂列为国家重点科技攻关计划和“863”、“973”计划进行独立自主的高技术研制开发。长春应用化学研究所早在1985年就制备出了一种可溶解的无定型聚芳醚酮，幵创了可溶性聚芳醚酮的发展史。吉林大学特种工程塑料工程中心先后完成了聚醚醚酮的小试、扩试和中试，在“八五”期间投入小批量商品化生产，并在2005年6月初，与德固赛公司组建了吉大-德固赛公司，合作开发和生产聚芳醚酮工程聚合物。大连理工大学以蹇锡高为首的研究组研发了主链含有二氮杂萘酮联苯结构的新型PAEK，是目前我国唯一一种从产品分子结构设计、单体的合成与制备到聚合工艺都具有完全自主知识产权的PAEK打破了我国该领域长期遭遇他国禁运封锁的局面。该类树脂具有较高的玻璃化转变温度(rg)和良好的溶解性能，已在工业废水、海水淡化、废气处理和回收以及国防工业等领域展现出独特的优势。目前我国从事聚芳酸酮研究的科研院所主要还有中国科学院长春应用化学研究所、江西师范大学、上海交通大学等。
第二章含氟取代侧基聚芳麟酮和聚芳驗讽的合成与表征
研究表明，在聚芳醚酮、聚芳醚砜分子链中引入大的侧基，是改善聚合物的溶解性能和介电性能的一个非常有效的途径这主要是由于大的侧基的引入，能够有效降低分子链的规整性，增加分子链间的自由体积，减小分子链堆积密度和结晶度。此外，目前对能够应用于微电子装置的耐高温材料的需求越來越大，而低的介电常数是这类材料应具备的一个非常重要的性能。氟原子具有较大的电负性、较小的原子半径和较低的摩尔极化率，因此通过引入氟原子或含氟基团来制备低介电常数的聚芳醚酮、聚芳醚砜已经引起了广泛关注Kimura等[8]合成了一系列4F-PEEK和8F-PEEK：(见图2-1),性能研究表明该类具有多氟结构的聚芳醚酮不仅在DMAc、NMP、CDCb中具有良好的溶解性能，还表现出优异的热性能（玻璃化转变温度为155?239 °C，氮气氛围中10%热失重温度为499?553 °C)。此外，由于氟的介入，该类聚合物还具有较低的介电常数。
第三章含氟取代侧基聚芳醚酮.......... 57
3.1测试方法与仪器......... 57
3.1.1溶解性测试方法......... 57
3.1.2玻璃化转变温度和热失重......... 57
3.1.3力学性能测试......... 57
3.1.4介电常数......... 55
3.1.5吸水率和表面接触角 .........58
3.1.6广角X射线衍射（WXRD)......... 58
3.2聚芳醚酮和聚芳醚砜的性能......... 58
3.2.1溶解性能.........58
3.2.2热性能......... 59
3.2.3力学性能......... 62
3.2.4介电常数......... 63
3.2.5吸水率和表面接触角......... 64
3.2.6凝聚态结构......... 64
3.3本章小结......... 65
参考文献......... 65
第四章含氟磺化聚芳醚酮的合成与表征......... 67
4.1实验部分......... 68
4.2测试方法与仪器......... 71
4.3结果与讨论......... 71
4.4木章小结......... 75
参考文献......... 76
结论
纵观本论文的研究工作，主要结论表述如下：
(1)合成了两种新型双酚单体，4-氟苯基对苯二酚和3,4-二氟苯对苯二酚。并在此基础上制备了含氟苯侧基的聚芳醚酮、聚芳醚砜，其特性粘度范围分别为0.50 ~ 0.92 dL/g、0.62 ~ 0.81 dL/g。
(2)在聚合物链上引入大体积侧基改善了其溶解性能，得到的聚芳醚酮和聚芳醚砜均可溶于CHC13、DMSO、NMP、DMF、DM Ac. THF等常规有机溶剂中。同时还保持了固有的热性能，聚芳醚酮4a-C的玻璃化转变温度在148 °C以上，氮气氛围中10%的热失重温度为544 ~ 606 °C；聚芳醚砜5a-c的玻璃化转变温度在177 °C以上，氮气氛围中10%的热失重温度为541-571 °C。
(3)4a-c和5a-c膜力学性能优异，其拉伸强度、杨氏模量以及断裂伸长率分别为88.1-104 MPa、2.68 -3.52 GPa 禾口 15% -34%，1 MHz 下的介电常数是 2.75-3.02,并且较低的吸水率(0.51-0.94%)有利于材料保持稳定的介电性能。
(4)改进了磺化4，4’二氟二苯甲酮的合成方法，得到了萵纯度、高产率的磺化单体。以此为原料制备了一系列磺化度不同的磺化聚芳醚酮SPAEK-1-5，其特性粘度为1.06-1.78dL/g。聚合物能溶于NMP、DMSO和DMAc中，在CHC13溶胀，不溶于水和丙酮，因而制成的膜具有耐水性和耐甲醇性，并且力学性能优异，其拉仲强度、杨氏模量以及断裂伸长率分别在50.5-70.4 MPa、1.04-1.97 GPa和12%?23%之间。SPAEK-1-5玻璃化转变温度较高，并且随着磺化度的增加而增加，热稳定性好，250 °C下不发生降解。
参考文献
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精选材料工程硕士论文篇四
第一章室内空气污染与金属-有机骨架材料研究现状
在我国，随着生活水平提高，室内空气质量也逐渐被社会重视[4_6]。室内空气质量直接影响到人体舒适感和身心健康[7-15]。为提高室内空气质量，改善居住、办公条件，我们不仅要确定各种污染物的安全浓度范围，制定相关标准而且要对室内空气污染进行防治，包括污染产生前的防范措施和污染后的控制技术两部分。应用于空气污染的控制技术主要有：吸附法、低温等离子体净化技术、光催化氧化法、臭氧氧化法、燃烧法、静电技术、膜分离技术、生物过滤器技术等吸附法是最常用的空气污染控制技术，而高效的吸附材料则是该技术的核心[19]。金属-有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)，由于其比表面积巨大、微孔结构有序，孔尺寸多样等优势，在气体分离净化方面具有广阔的研究前景[31]。
1室内空气转染与空气污染控制技术
1.1室内空气污染
根据欧美国家调查报告，人们平均每天有90%的时间处于室内，其中婴儿、孕妇等易感人群处于室内的时间更久[1]。同时，研究表明室内空气污染浓度水平通常是户外的2-100倍，并且许多典型室内空气污染物具有三致效应，对人类健康有极大危害[2]。室内空气污染巳被美国环境保护总署(Environmental Protection Agency)列为五大危害公众健康的环境因素之一[3]。在我国，随着经济迅速发展，_人们居住与工作环境得到明显改善，但室内环境中仍存在能释放有害物质的建筑装饰材料、地板家具、办公设备、化工产品和机电产品等，加上人们在室内活动时间延长，使人们在室内接触到的有害物质的种类和数量比以往明显增多。同时，出于节约能源考虑，建筑物气密性大大提高，由此带来的室内空气通风不足，致使室内空气污染事件频频发生[4]。室内空气污染来源广泛，种类繁多，整体来讲具有以下特点[5，6]:⑴长期性，污染物挥发周期一般较长，有的污染物的挥发周期可达数年以上，因而会对人体造成持久性危害；⑵潜伏性，室内空气污染中有害物质的浓度一般都很低，对于高浓度有害物质，人们能及时地认识到其危害，但对于低浓度有害物质，由于其慢性毒性效应不易察觉，人们不能及时地分辨出是否受到危害，因而低浓度的室内污染对人类健康的潜在危害更大；⑶伤害滞后性，室内空气污染的长期性和潜伏性决定了室内空气污染造成的人体伤害存在滞后性，污染对人体的伤害往往几年或者十几年后才显现出来，伤害滞后性极大程度上妨碍了室内空气污染的防范和鉴别；⑷不易规避，由于室内空气污染的潜伏性以及伤害滞后性，因而一旦室内空气受到污染，人们可能在没有察觉的情况下长期处于污染环境中，并最终受到污染物质的伤害。室内空气污染物大致可分为三类[6]:第一类为有机和无机有害气体污染物：无机气体包括一氧化礙、二氧化碳、氮氧化物、二氧化琉、琉化氢、臭氧、氡气等；有机气体主要指挥发性有机化合物(VOCs),如酸酮类、苯系物、多环芳烃、四氯化礙、三氯乙稀和四氯乙稀等。第二类为可吸入颗粒物：主要是粉尘、烟雾、花粉等。第三类为微生物：主要是细菌、病毒等。
1.2室内空气污染物来源及对人体健康的影响
1.2.1无机气体污染物的来源及对人类健康的影响
CO、CO2、SO2、氮氧化物等污染物主要来源于各种燃料如煤、液化石油气、天然气、柴草等的燃烧以及香烟烟雾等[6]。CO对血液和神经系统具有毒性，高浓度CO可引起急性中毒，中毒者常出现脉弱，呼吸变慢等反应，最后衰竭致死。慢性CO中毒会出现头痛、头晕、记忆力降低等神经衰弱症[7]? S02和氮氧化物具有刺激性，对人体的呼吸系统如咽喉、气管、支气管、肺等有刺激性，导致呼吸系统疾病；其次对眼睛、鼻子有刺激作用，使过敏性鼻炎和过敏性眼炎加重。氨气是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，主要来自建筑施工中在混凝土墙体中加入以尿素和教水为主要原料的混凝土防冻剂，对人体上呼吸道有刺激和腐烛作用，减弱人体对疾病的抵抗力[8]。臭氧是无色不可燃的气体，具有特殊的刺激性味道，主要用于杀菌消毒，一些室内电器设备如电视机、复印机、激光打印机、负离子发生器、紫外灯等使用过程中也会产生少量臭氧。臭氧会强烈刺激人体呼吸道，造成呼吸系统疾病；也会造成人体神经系统中毒，造成头暈头痛、视力下降、记忆力衰退；还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿[9]。氡气，是一种具有放射性的无色无味惰性气体，主要来源于以矿产或土壤为原料制成的混凝土、砖、水泥、石材、陶瓷、石青板等建筑材料和装饰材料。氡气具有放射线，可以破坏细胞结构分子，尤其对肺伤害程度最大，可能诱发癌变，被世界卫生组织确定为19种主要环境致癌物之一[1G]。
第二章 MOF-177材料制备与结构表征
MOF-177材料是Yaghi O.M.课题组[91]在2004年首次制备成功的，它以Zn(N-03)2.6H20 和 benzenetribenzoate(H3BTB)为原料，N,N-二乙基甲酸胺为溶剂，溶剖热反应形成的一种金属-有机骨架材料。其Langmuir比表面积达到4500 m2/g,同时其具有良好的稳定性，分解温度高达400。不同文献中制备MOF-177材料的颜料浓度、反应时间、温度等条件有所区，获得的材料比表面积也存在差异。为了获得稳定并且高比表面积的MOF-177材料，本章主要从原料加入量、制备温度与反应时间、清洗纯化方式和溶剂回收四方面探索稳定的MOF-177材料制备工艺。对获得的最佳材料通过77K时N2吸附等温线、热重曲线、红外图谱和X衍射图谱测定，表征材料的结构及微孔特征。
第三章MOF-177材料对丙酮和苯系物........... 33
3.1 MOF-177材料对不同吸附质的吸附性能......... 38
第四章MOF-177材料对丙酮和苯系物......... 43
1实验部分......... 43
1.1实验材料与装置......... 43
1.2静态吸附实验......... 44
1.3数据分析......... 45
2实验结果......... 45
3结果分析与讨论......... 46
3.1 MOF-177材料.........46
3.2动态吸附过程与静态吸附差异分析......... 48
第五章研究结论、创新点与展望......... 52
1研究结论 .........52
2创新点......... 53
3展望......... 53
结论
本论文采用溶剤热法，以0.950g六水合销酸锌和0.190gl，3,5-苯三安息香酸为原料，以50niL N,N-二乙基甲酰胺为溶剂，85°C反应48h合成了 MOF-177材料。将MOF-177晶体用DEF超声洗涤3次后，再用氯仿70°C加热24h洗涂3次，就可以得到纯净的晶体。制备得到的MOF-177材料Langmuir比表面积可达4170m2/g，最大孔体积达到1.132mL/g，平均孔径为0.94mn。材料热稳定性能良好，低于400°C条件下不会分解。真空条件下15(rC干燥处理8h可以将MOF-177晶体孔道中残留的氯仿及其他吸附质分子去除，提高材料孔体积。在大规模工业化生产中溶剖DEF可以直接连续离心回收使用DEF3次而不影响材料质量。MOF-177材料对丙酮、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和苯乙歸等挥发性有机化合物（VOCs)具有很高的静态和动态吸附性能，其中对丙和苯的静态饱和吸附量分别达到765mg/g (13.2mmol/g)和953mg/g (12.2mmol/g)；动态饱和吸附量分别达到 487mg/g (8.38mmol/g)和 695ing/g (8.90mmol/g)。由于水分子中的氧原子同MOF-177材料金属离子中心ZmO发生配位反应，使得材料对水的吸附不可逆。MOF-177材料孔道窗口直径达到l.lSnm，孔道内腔的直径达到2.36nm。当MOF-177对苯达到单层饱和吸附后，在JI-J1作用力的强化下，孔道中的苯分子发生凝聚，使得MOF-177材料对苯的吸附量进一步增大。决定苯脱附的关键是孔道窗口处的苯分子的脱附，由于MOF-n7孔道窗口直径较小(l.lSrnn),只有窗口处的苯分子首先脱附，孔道中的苯分子才可以继续脱附出来，导致其脱附等温线存在滞后现象。MOF-177对二甲苯的吸附容量顺序为：为1,2-二甲苯>1,3-二甲苯;>1,4-二甲苯。其主要原因是二甲苯分子上的2个甲基的位置角度差异。两个甲基的夹角越小，产生的空间位阻越小，分子间紧密度越高，吸附容量越大。
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[10]李新桥，室内氡气是致癌的头号杀手.求医问药.2012,3,28-29
精选材料工程硕士论文篇五
第一章绪论
1.1引言
随着居民生活水平的提高、城市化进程的惊人加速、耗能结构的变化及产业结构的调整，我国建筑能耗量不断增加。我国是建筑业大国，每年大约20亿平方米的新增建筑总量，接近全球年新增建筑总量的一半。目前在我国，建筑能耗量约占社会总能耗量的30%,并以不断上井的趋势继续增长，预计到2020年建筑能耗将成为全社会第一耗能大户。据统计，高效的节能材料每使用一吨，就能节省3吨标准煤用量。同时，还可以减少排放一吨二氧化碳、粉尘和二氧化琉。由此推算，推行节能建筑已成为贯彻落实节能减排基本国策中起关键性、决定性作用的重要领域。从2005年起，我国新建釆暖居住要求达到及节能65%的标准，进入实施阶段后，单一的墙体材料的热工性能很难满足节能要求，因要达到规定性指标的要求，外墙必须进行保温处理[1]。目前国内常见的建筑外墙保温材料有苯板，聚氨醋，矿物棉，聚苯乙稀泡沫塑料板，聚苯颗粒砂柴，无机干粉保温砂梁及酸酸泡诛等12]。这些建筑保温材料从应用方面来看可以分为有机、无机及复合型三大类。有机类保温材料主要包括发泡聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、喷涂聚氨酯(SPU)以及聚苯颗粒等；无机保温材料主要包括中空玻化微珠、膨胀珍珠岩、闭孔珍珠岩、岩棉及玻璃棉等；复合型材料主要包括以防福射吸热材料、岩棉、甚至是经处理过的农作物秸杆、可以利用的具有保温性并进行无害化处理过的边圾、以及通过发泡等技术手段生产的空心材料等。然而，从我国建筑节能政策的多年实践过程来看，仅从经济方面的简单考量的情况下，在取得了巨大经济效益和社会效益的同时，也暴露了许多令人十分担忧的问题。在这些问题中最突出的属墙体节能材料：以聚苯板、胶粉颗粒、聚氣醋为主的有机类外墙保温材料占据着95%以上的市场，此类产品最突出的问题是易燃、不老化（保温性能衰减）、有毒，这些问题直接危机到人的生命财产安全，危机到绿色环保和社会稳定[3]。然而这些有机类保温材料最突出的问题主要表现在以下五个方面：第一，有机类保温材料易燃可燃，存在十分严重的火灾安全隐患。在最近的几个年头里，因为使用有机类外墙保温材料所引发的火灾频频发生。近年来媒体公开的与保温材料有关的典型建筑火灾事例如表1.1所示。而且据不完全统计，我国平均每年因使用有机类保温材料所引发的火灾事故在一千起以上，相应地造成的生命、财产损失更为惊人。有机保温材料的易燃可燃特性是其致命的短板，其他方面的优越性能也无法弥补。
与此同时，由于有机类墙体保温材料的物理性能不稳定，从而导致它们在温度、湿度、风压等的作用下极易发生形变；由于外墙保温系统是一个有机整体，在墙体保温材料发生的形变与墙体其他材料发生的形变不一致的情况下，极容易形成建筑墙体空鼓、开裂、脱落等十分严重的安全隐患。第四，随着世界能源危机加剧的态势和生态环境的不断恶化，我国因经济继续高速发展而引发的环保问题矛盾更加突出。建筑墙体保温节能工作对生态环境的影响已经引起业内专家学者的高度关注，要求建筑外墙都必须拥有保温层，那么保温材料的使用数量会成千上万计。目前市场上普遍使用的绝大多数的有机类墙体保温材料都是属于不可自然降解的白色“边圾”，由于广泛使用这些白色“边圾”所带来的环保代价也必然将是惊人的。这样一来不仅需要消耗大量的资源，还有可能引发新的环保问题。与有机类保温材料相比，无机类墙体保温材料具有十分突出的优势：（1)燃烧性能为A级不燃，彻底杜绝火灾隐患；（2)永久性使用，可与建筑物同寿命，不存在老化问题；（3)物理化学性能稳定、安全隐患小；（4)绿色环保，无毒无害。在我国，推广建筑节能是贯彻落实科学发展观的重要体现，决不是“饮鸩止渴”的短期行为，由此建议：1、大力推广使用先进的无机型材保温系统及无机类新技术、新产品、新工艺；2、必须限制聚苯类墙体保温材料的使用范围，在建筑节能、装饰装修等涉及千家万户生命财产安全的特殊领域应杜绝使用。因此，大力开展无机类建筑墙体保温新材料的研究开发工作，从而代替有机类墙体保温材料不但是当务之急，更应作为可持续发展的长期战略[3]。
第二章水玻璃膨胀珍珠岩体系无机保温隔热板材的优化
2.1实验主要原料及设备
2.1.1主要原料
实验原料主要包括骨料、粘结刹及改性劍三大类：（1)骨料为膨胀珍珠岩；(2)枯结剖为水玻璃；（3)改性剖包括棚酸、氟桂酸纳、甲基桂酸钠及桂院偶联刻。膨胀珍珠岩是由火山作用时形成致密的玻璃态岩石经粉碎后在高温下般烧，体积膨胀15倍以上而得到的。本试验中釆用的膨胀珍珠岩骨料是由宁波荣山新型材料有限公司生产的制品。根据建材行业标准膨胀珍珠岩JC 209-1992( 1996)中的规定，试验中所釆用的膨胀珍珠告的标号为70号(堆积密度小于等于70kg/m3)和100号(堆积密度小于等于lOOkg/m3),其主要参数见表2.1。水玻璃俗称泡花碱，常用的有纳水玻璃和钾水玻璃两种，而纳水玻璃在建筑行业中更为常见。纳水玻璃为桂酸钠水溶液，分子式为Na^OmSiCh (m为水玻璃的模数，一般在2.4?3.3之间）。试验中釆用的是工业水玻璃，即含有杂质、呈淡黄色。在使用前，以甲基红为指示剂，用盐酸标准溶液滴定溶液对该工业水玻璃进行滴定得到其模数为m==3.0,固含量为33.9%。棚酸是一种中强酸，化学式为H3B03。试验中釆用的棚酸是国药集团化学试刻有限公司的分析纯试剂。该棚酸为无色透明结晶或白色粉末,分子量为61.83,技术条件符合GB/T 620-2011。氟桂酸纳的分子量为188.06，分子式Na2SiF6，相对密度2.679，执行标准HG/T3252-2000。它的物化性质主要有：白色颗粒或结晶性粉末；无臭、无味、有吸潮性；溶于150份冷水、40份彿水，不溶于乙醇；其冷水溶液呈中性，在热水中分解呈酸性；灼热(300。C以上）后分解成氧化钠和四氟化桂。氟桂酸纳是建筑、建材工业用量最大的氟桂酸盐品种。
第三章水泥膨胀珍珠岩体系无机保温隔热板......... 35
3.1 引言........ 35
3.2实验主要原料及其作用........ 35
3.3水泥基膨胀珍珠岩保温板性能预期要求........ 35
3.4板材成型工艺的优化........ 36
3.5灌浆浇注法水泥基膨胀珍珠岩保温板的研发........ 37
3.6压制成型法水泥基膨胀珍珠岩保温板的研发........ 41
3.7保温板材压制成型与灌浆浇注成型........ 50
3.8本章小结........ 51
第四章无机隔热保温板的产业化........ 53
4.1压制成型水泥膨胀珍珠岩体系........53
4.2无机隔热保温板的产业化设计........ 55
4.3压制成型法水泥基膨胀珍珠岩保温板........ 56
4.3.1无机隔热保温板的产业化........ 56
4.3.2无机隔热保温板产业化预收效益........ 59
4.4本章小结........ 59
第五章低温泡沫玻璃保温材料的初步探讨........ 61
5.1引言........ 61
5.2低温泡沫玻璃保温材料的实验研究........ 62
结论
本论文的研究目的是研制开发一种技术可行、经济合理、适合夏热冬冷湿热地区节能建筑的新型建筑外墙无机保温隔热板材，突破建筑节能发展面临的技术瓶颈。通过对市场现有无机隔热保温板材的调查，经过统计分析对比后，研究主要从以下两个方面展开：（1 )以现有无机保温材料膨胀珍珠岩为轻集料制作无机隔热保温板材；（2)以隔热保温材料具有的共性轻质多孔的特点寻求创新型无机隔热保温材料。以现有无机保温材料膨胀珍珠岩为轻集料制作无机隔热保温板材的研究中，在这过程中主要分为两步：第一步，对市场上常见的以无机保温材料膨胀珍珠岩为轻集料、水玻璃为枯结刹的体系制作隔热保温板材进行优化。第二步，在第一步的优化研究取得很大程度上的突破但作为建筑外墙保温时仍有板材稳定性这一薄弱环节，进而选择以胶凝材料为枯结刻来继续进行以无机保温材料膨胀珍珠岩为轻集料制作无机隔热保温板材的研究。
在针对目前水玻璃膨胀珍珠岩体系制成的保温多孔板材尚存在导热系数偏高、软化系数低、吸水率高等缺陷，我们进行一系列板材性能优化的实验。通过对水玻璃祐结别进行棚酸改性，获得了软化系数高于90%、失重率小于1%的保温隔热板材。同时对膨胀珍珠岩的不同种类、颗粒级配、憎水劍改性等方面进行优化研究，水玻璃膨胀珍珠岩体系制成的保温多孔板材在力学强度、导热性能以及耐水性方面取得了较大的改善：力学强度提高了 30%,导热系数降低了 20%，软化系数由40%提高到了 70%以上。在水泥膨胀珍珠岩体系保温隔热板材的研发过程中，经过对多种成型方法的尝试，最终选择了对灌柴绕注成型和压制成型两种工艺分别进行了深入的研究。从原材料成本、板材干密度控制难易程度、养护制度、模具周转率及板材性能等方面综合考虑，压制成型工艺较灌桨晓注更胜一筹。在压制成型水泥膨胀珍珠岩体系保温隔热板材的研究过程中，主要从板材成型工艺、原料配方及养护制度对板材性能的影响等方面着手，研制出了 一种容重约为180kg/m3，抗压强度高于O.SMPa,导热系数低于0.06 W/(itvK),养护时间少于lOh的高性能无机板材，并完成了其相应的产业化中试。目前市场上无机保温材料供不应求，因而高性价比的压制成型水泥膨胀珍珠岩体系保温隔热板材具有强大的市场竞争力。
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精选材料工程硕士论文篇六
第一章 绪论
1.1 引言
在国外，光的特性得到了更进一步的诠释，包括光的干涉，光的衍射等重要性质。1672 年牛顿进行白光实验，当他把白光通过三棱镜一侧时，在另一侧会得到按一定次序排列的彩色光带；反之，把各种组成成分复合起来会重新得到原来的白光。这一伟大的发现为后来人工合成白光奠定了基础。如今，基于三基色原理而制备出的荧光灯已经被大量使用，其三基色粉蓝粉为BaMgAl10O17:Eu2+，绿粉为 LaPO4:Tb3+,Ce3+,红粉为 Y2O3:Eu，量子效率高，接近于100%，并且有较好的色纯度和光衰减特性。 然而，这种荧光灯中因含有有毒物汞而逐渐被新型节能灯替代。目前，一种新型的以 GaN 为衬底近紫外激发的白色 LED 节能灯(NUV-LED)正逐步受到人们的关注。这种白色节能灯的激发峰位于 400nm 附近，因此传统的蓝粉 BaMgAl10O17:Eu2+，绿粉 LaPO4:Tb3+,Ce3+,红粉 Y2O3:Eu 因其激发谱为 253.7nm显然不再合适作为 NUV-LED 的荧光粉。经过人们不懈地努力，找到了激发峰位于400nm 附近的三基色荧光粉：蓝粉为 (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+, 绿粉为ZnS:Cu,Al 和红粉为 La2O2S:Eu3+。然而，基于这三基色粉的 NUV-LED 发光效率却低于 30Lm.W-1,其原因恰是 La2O2S:Eu3+粉较低的发光色度[3]。为了解决这一问题，人们把目光转向 CaAl12O19:Mn4+,虽然这种红粉的发光效率无法与 Y2O3:Eu 匹敌，但是相比于 La2O2S:Eu3+，它的发光效率已经有较大的提升。另一方面，自从二十世纪三十年代人们在研究 ZnS:Cu 中发现绿色磷光发射现象以来，人们对一些荧光粉的另一种特性很是着迷，这种特性就是长余辉。最近几年，因 SiO2价廉、易得，以此作为原料制备的稀土离子参杂的硅酸盐发光材料备受青睐。其中对发光颜色为蓝色的铕镝共掺硅酸镁锶(Sr2-x-yMgSi2O7:Eux2+,Dyy3+)长余辉材料研究最为广泛，并且提出了很多模型来解释其机理，但是至今没有对硅酸镁锶(Sr2-x-yMgSi2O7:Eux2+,Dyy3+)长余辉材料做准确的定论。与碱土铝酸盐体系的长余辉发光粉相比，硅酸镁锶(Sr2-x-yMgSi2O7:Eux2+,Dyy3+)长余辉材料存在着余辉时间不够长、发光颜色不丰富的缺点。因此，对稀土离子掺杂的硅酸镁锶(Sr2-x-yMgSi2O7:Eux2+,Dyy3+)长余辉材料的制备工艺及发光性能需要更进一步的研究。
1.2 发光材料概述
1.2.1 发光材料定义
在各种类型激发作用下能发光的物质叫发光材料，那么发光材料就是可以实现将外界吸收的各种形式的能量转换为非平衡光辐射的一种材料[4]。根据激发发光材料发光的方法不同可以分为:光致发光——用紫外光、可见或红外光激发；阴极射线发光——用高能量电子束激发；电致发光——用电场激发；X 射线发光——用 X射线激发；放射线发光——用天然或人造放射性物质微粒辐射激发。而本文所研究的发光材料是属于光致发光型的固体化合物材料。
1.2.2 发光材料基本性能指标
发光材料基本性能指标主要有:发光亮度、吸收光谱、激发光谱、发射光谱、余辉等。发光亮度是指光源在给定方向上的发光强度，是反应发光体表面发光强弱的物理量。其单位为坎德拉每平方米(cd/m2)，但对于一些发光亮度较弱的发光材料来说，通常采用 mcd/m2表示。发光材料发光亮度的测试是选用适当的标准样品，然后测试样品的发光亮度值与标准样品的测量值进行相对比较，然后得到相对值，以相对值来表征样品的发光亮度。吸收光谱是材料对某些入射波长吸收所呈现的比率，是反应材料对不同波长的光选择吸收的结果。
第二章 实验方案设计与研究方法
2.1 实验原料
本实验将分别制备两种光致发光材料，那么需将上述实验试剂分为两组进行讨论。其中以氧化铝、碳酸钙和碳酸锰为一组原料，以氧化镁、碳酸锶、二氧化硅、硼酸、氧化铕、氧化镝和碳粉为另一组原料。以碳酸钙(CaCO3)和氧化铝(Al2O3)作为铝酸盐 CaAl12O19基质材料。CaCO3在高温下分解生成 CaO 和 CO2，CaO 与 Al2O3在固溶状态下发生化学生成金属铝酸盐 CaAl12O19晶体。其中根据 CaCO3和 Al2O3的配比不同，合成的铝酸钙基质晶体结构也不同，如 CaAl2O4、CaAl12O19等。碳酸锰(MnCO3) 作为铝酸盐 CaAl12O19的激活剂，其 Mn4+在高温下进入CaAl12O19基质中形成发光中心。以碳酸锶(SrCO3) 、氧化镁(MgO)和二氧化硅(SiO2)作为金属焦硅酸盐Sr2MgSi2O7的基质材料。其中，SrCO3在高温下分解为 SrO 和 CO2,接着 SrO、MgO和SiO2发生化学反应生成焦硅酸镁锶(Sr2MgSi2O7)晶体。与之前铝酸盐(CaAl12O19)一样，其 SrCO3、MgO 和 SiO2配比不同，合成的焦硅酸镁锶基质晶体结构也不同，如 Sr3MgSi2O8、Sr2MgSi2O7等。氧化铕(Eu2O3)作为激活剂。在高温下，Eu3+离子被还原成 Eu2+离子，并进入焦硅酸镁锶基质晶格中形成发光中心。氧化镝(Dy2O3)作为辅助激活剂。高温下，Dy3+离子进入焦硅酸镁锶基质晶格，形成深度适当的陷阱。硼酸(H3BO3)作为助溶剂。在反应物中加入一定量的硼酸能够降低反应的温度，但过量的硼酸加入对发光效果产生影响。碳粉(C)作还原剂。碳粉在制备 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+材料中起着至关重要的角色，在高温下 C 反应生成的 CO，能将 Eu2O3中 Eu3+离子还原为 Eu2+离子。
2.2 实验仪器与设备
2.2.1 高温烧结炉
高温固相法制备 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+材料需要密闭、还原气氛下进行，在实验室中一般使用高温程控气氛热处理炉进行高温烧结。而高温固相法制备CaAl12O19:Mn4+材料则不要密闭环境，但烧结温度需要在 1550℃以上，在实验室中一般选择密闭性较差、烧结温度能达到 1550℃以上的箱式高温烧结炉进行烧结。下面分别对这两种高温炉进行简要介绍。高温程控气氛处理炉由高温管式炉、供气与控制系统、温控仪、水冷系统、真空系统等组成(见图 2.1)，一般用于需真空或气氛环境下的材料制备、热处理(如:材料的氧含量、界面、缺陷处理、晶化等)以及纳米材料的制备(纳米线、纳米带、纳米阵列等)。
第三章高温固相法制备 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+及其性能研究..... 21
3.1 引言 .......21
3.2 高温固相法烧结 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+........22
3.2.1 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+荧光粉基质的形成.......22
3.2.2 影响 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+荧光粉基质........25
3.2.3 稀土元素 .....25
3.3 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉的制备.........27
3.4 合成温度对 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+ ......29
3.5 Dy2O3掺杂量对 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+.....33
3.6 Eu2O3掺杂量对 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+......36
3.6.1 Eu2O3掺杂量对物相的影响.....36
3.6.2 Eu2O3掺杂量对荧光光谱的影响.........37
3.6.3 Eu2O3掺杂量对余辉性能的影响.........38
3.7 H3BO3掺杂量对 Sr2MgSi2O7:Eu2+.....39
3.7.1 H3BO3掺杂量对物相的影响....40
3.7.2 H3BO3掺杂量对荧光光谱的影响........41
3.7.3 H3BO3掺杂量对余辉特性的影响........42
3.8 小结 ......43
第四章长余辉发光机理探讨.... 45
4.1 发光材料的发光及长余辉机理......45
4.2 焦硅酸锶系列长余辉发光机理......46
第五章高温固相法制备 CaAl12O19:Mn ......... 48
5.1 引言 .......48
5.2 CaAl12O19:Mn4+荧光粉的制备 .......48
5.3 合成温度对 CaAl12O19:Mn4+荧光粉的影响 .........50
5.4 Eu2O3掺入量对 CaAl12O19:Mn4+荧光......52
5.5 小结 ......53
结论
本文对影响 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉发光性能的各个重要因素作了较为系统的研究，但对 CaAl12O19:Mn4+荧光粉发光性能的影响主要集中在烧结温度和 Eu2O3掺杂量。因为限于作者水平以及时间紧迫，本论文的工作仅仅是在这一课题上的初步探索和思考。论文中肯定存在诸多不足之处。现将对下一步工作的展望总结如下：
1) 改变升温速率，研究升温速率分别对蓝色长余辉荧光粉 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+和红色荧光粉 CaAl12O19:Mn4+发光性能的影响。
2) 进一步提高反应温度，考察 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉烧结温度高于1300℃和 CaAl12O19:Mn4+荧光粉烧结温度高于 1560℃时，它们两者的发光性能。
3) 考虑到 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉最高发射峰和 CaAl12O19:Mn4+红色荧光粉的最高激发峰是相互重合的(图 6.2，图 6.4 所示)，那么是否能够用Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉作为 CaAl12O19:Mn4+红色荧光粉的激发源呢？
4) 如果可以用 Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉作为 CaAl12O19:Mn4+红色荧光粉的激发光，两者需要有效的包裹，并且整体的红色荧光粉发光亮度有待提升。图 6.6 所示为 CaAl12O19:Mn4+红色荧光粉的余辉特性图。图 6.7 所示为Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉荧光粉和 CaAl12O19:yMn4+,zEu2+红色荧光粉混合后的余辉特性图。
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精选材料工程硕士论文篇七
第一章 绪论
1.1 引言
进入 21 世纪以来，毕业论文范文能源和环境问题日益严峻，世界各国纷纷把科技力量和资金投入到绿色能源的开发中。为了实现高能量转换效率与能量密度，发展高性能电化学储能技术已成为研究的一个重点[1, 2]。中国十分重视二次电池材料及关键技术的发展，将其列入到 2006~2020 年的中长期科学和技术发展规划纲要中。在广泛使用的可充放电电池中，锂离子电池的能量密度和功率密度最高，发展前景最为广阔[3]。锂离子电池是在二十世纪八九十年代随着金属锂二次电池开发出来的。金属锂电池的安全性很差，在充放电过程中，电极表面会形成锂枝晶，易引起电池的短路和起火。M.Armand.首次提出采用嵌锂化合物替代金属锂作为负极[4]，由于嵌锂化合物的电压比金属锂高，从而避免了充放电过程中锂枝晶的出现。1990 年，日本索尼公司推出了第一个商品化的锂离子电池，其电池体系为 LixC6/ LiClO4+PC+EC/ Li1-xMO2（M= Co，Ni，Mn）。索尼公司选用的负极材料为嵌锂焦碳 LixC6，不仅价格低廉，可逆性好，而且在保证安全的同时，仍然可提供高的工作电压与比能量。锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点[5]，已广泛应用于便携式电子设备（如手机、数码照相机、摄像机、笔记本电脑等）和电动工具等领域，并且逐步向电动自行车、电动汽车、新能源储能等领域拓展。据相关统计，到 2013 年全球锂离子电池市场需求量将达到 39.9 亿只，2016 年锂离子电池总需求量更可望突破 50 亿只。锂离子电池在各个应用领域的发展引起了国际学术界和产业界的极大关注，对下一代高能量密度锂离子电池的研究和开发成为热点[6]。
1.2 锂离子电池原理
化学电源，即通常所说的电池，是当代社会不可缺少的能量存储与转换装置。单体电池主要由正极、负极和电解液三大部分组成。锂离子电池的正负极活性物质都是可逆嵌脱锂材料，但具有不同的电位，其实质上是锂离子浓差电池。锂的相对原子质量为 6.94，在金属元素中是最轻的；它的标准电极电位最负（-3.045V）[7]，电化学当量最小（0.26 g/Ah)，这些特性决定了它具有较高的能量密度。
1.3 硅负极的研究概述
1.3.1 硅负极的研究意义
硅的理论储锂比容量为 4200 mAh g-1，在所有能够合金化储锂的元素中，硅的比容量是最高的[31, 32]。在室温下，每个硅原子最多可结合 3.75 个锂原子，得到 Li15Si4合金相[33]，对应的实际储锂比容量最高为 3579 mAh g-1，约为石墨实际比容量的 10倍。硅的电压平台略高于石墨（约 0.4 V），在低温充电或快速充电（嵌锂）时引起表面析锂的可能性小，安全性能要好于石墨[34]。1.4.2 硅负极的储锂机理硅负极为合金储锂机制，在高温下（450℃）发生电化学合金化反应时，锂硅合金经历了多相转变，分别形成了 Li12Si7，Li7Si3，Li13Si4，Li22Si5四个相，其充放电曲线对应着多个电压平台[31, 35]。在室温下，硅的首次放电（锂化）曲线并没有显示多个电压平台，而是呈现一个较低的长平台（如图 1-3 所示），对应着晶态硅变成无定形态的锂硅合金[36]。在放电电位降至 0.05V 以下时，会出现晶态的 Li15Si4相[33]，在充电时又部分转化为无定形态。硅的充放电过程如式（1-4），（1-5）和（1-6）所示[37]，式中 c 表示结晶态，a 表示无定形态。
第二章 实验部分
2.1 实验药品
工作电极的制备：将 10 wt%的粘结剂（丁苯橡胶-羧甲基纤维素钠 SBR-CMC，2 wt.%），10 wt%的导电剂（Super P 碳黑）和 80 wt%的活性物质搅拌均匀后涂覆在铜箔上，放入烘箱中在 80℃烘干。再用直径 12 mm 的冲头冲成极片，放入真空烘箱中在 80℃下干燥 4 h，制得工作电极。电池的装配：以金属锂片为对电极，ENTEK ET20-26 型多孔聚丙烯膜为隔膜，1mol L-1六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯（体积比 1:1）混合溶液为电解液，在充满氩气的手套箱（MB-10 Compact, MBRAUN，O2含量小于 0.1 ppm，H2O 含量小于 0.1 ppm）中组装扣式电池。
传统的石墨负极材料的理论比容量仅有 372 mAh g-1，嵌锂电位很低，易发生“析锂”，还存在溶剂相容性差的问题，在含有碳酸丙烯酯等的低温电解液中，石墨层容易发生剥离导致容量衰减[70]。在各种非碳类的负极材料中，硅具有独特的优势和发展潜力，吸引了越来越多研究者的目光[70]。硅具有最高的理论比容量（4200 mAh g-1）和适中的电位平台（~0.4V vs Li/Li+），是最有潜力的下一代锂离子电池负极材料[70]。但是硅在充放电过程中表现出巨大的体积效应，容易导致材料颗粒发生粉化，电极内部的导电网络发生破坏，从而限制了它的商业化应用[53]。硅碳复合材料可缓冲硅的体积效应，从而提高循环稳定性，但目前已报道的硅碳复合材料性能仍然达不到商业化应用的要求[70]。本章探索使用一种新型的二维碳材料石墨烯来构建硅基复合材料的缓冲基质和导电网络，以改善硅-石墨烯复合材料的电化学性能。石墨烯是由单层碳原子以 sp2杂化构成的碳材料，它具有独特的二维结构和优异的力学、热学以及电学性能，利用石墨烯可以获得具有特殊形貌和微观结构的材料，有效改善材料的各项性能，在电化学领域的应用潜力很大[169]，将石墨烯与硅复合可以有效提高材料的导电率、缓冲锂离子嵌入脱出过程中的体积效应，提高硅基材料的倍率性能和循环稳定性。目前报道的硅与石墨烯的复合材料主要采用机械混合、抽滤、冷冻干燥等方法制备[169]，硅颗粒分散在石墨烯片之间，呈二维的夹层结构，如图 1-7 所示。由于石墨烯并没有将硅完整包覆，二者之间的结合强度较差，在充放电过程中易发生分离，因此循环性能尚不理想。
第三章 硅-石墨烯包裹型复合负极材料....22
3.1 引言.....22
3.2 硅-石墨烯包裹型复合材料的设计 .........23
3.3 硅-石墨烯包裹型复合材料的制备 .........24
3.3.1 复合材料 GS-Si 的制备....24
3.3.2 混合材料 GS/Si 的制备 ....25
3.4 硅-石墨烯包裹型复合材料的微观.....25
3.5复合材料的电化学性能研究 .......30
3.6 本章小结.........33
第四章 硅-微孔碳包覆型复合负极材料....35
4.1 引言.....35
4.2 硅-微孔碳包覆型复.........35
4.3 硅-微孔碳包覆型复合材料的制备 .........36
4.3.1 复合材料 Si@C 的制备....36
4.3.2 复合材料 Si/C 的制备 ......37
4.4 硅-微孔碳包覆型复合材料的形成机理.........37
4.5 硅-微孔碳包覆型复合材料的电化学性能研究 .......48
4.6 本章小结.........58
第五章 硅-碳纳米管钉扎型复合负极材料......59
5.1 引言.....59
5.2 硅-碳纳米管钉扎型复合材料的设计 .....59
5.3 硅-碳纳米管钉扎型复合材料的制备 .....60
5.4 硅-碳纳米管钉扎型复合材料的微观结构表征 .......61
5.5 硅-碳纳米管钉扎型复合材料的电化学性能研究 .........64
5.6 本章小结.........71
结论
针对硅基负极的技术瓶颈，本论文采取的研究策略为复合材料组装与纳微结构设计，以改善其储锂性能。首先研究了三种硅-碳结合方式对硅基复合材料电化学性能的影响（包裹型、包覆型和钉扎型），然后在此基础上，采取了构筑多孔结构和镶嵌惰性合金的方法以缓冲硅的体积效应并维持电极导电网络，大幅提高了硅基负极材料的倍率性能，并延长了循环寿命。本论文的主要创新点如下：
创新点 1：通过原位聚合法及后续热处理制备了具有微孔碳包覆层的核壳结构硅碳复合材料，相比传统的聚合物混合热解法得到的复合材料，循环性能得到了显著改善。
创新点 2：通过低压化学气相沉积法，在纳米硅和介孔硅颗粒上原位生长出碳纳米管，大幅提高了复合材料的循环稳定性和倍率性能。
创新点3：通过机械化学法与常压化学气相沉积技术联用制备多孔硅/合金/碳三元复合负极材料，取得了高容量和优异的循环稳定性。该方法产率高，环境友好，具有应用前景。
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精选材料工程硕士论文篇八
第一章引言
机织建筑膜材料应用广泛，从上海世博轴到街角小亭都可见到造型各异的膜结构建筑，必须注意膜材料在使用中不只是一个方向受力的特点，由于膜材料力学性能各向异性及单轴向、双轴向力学性能的显著差异，研究其力学性能有重要的实际意义。本章首先简述课题研究背景及意义，接着提出研究目标、内容和方法，最后说明本文章节安排。
1.1研究背景及意义
从1997年上海建成八万人体育场大型膜材料建筑幵端，国内陆续建设了许多膜材料建筑，如北京顺义充气式游泳馆、昆明宝海游泳馆和水立方游泳馆、威海体育场、义乌市体育馆、佛山“世纪莲”体育场，长沙世界之窗剧场、深圳欢乐谷中心剧场、苏州音乐厅、广州海洋馆，天津国展中心、广西会展中心、嘉兴市会展中心以及上海嘉定国际赛车场等膜结构建筑相继问世，大江南北都有美丽壮观、造型考究、引人注目的膜结构建筑傲然營立；同时随着膜材料和建筑学的发展，人们在街角和旅游景点也建立许多小型便利的膜结构建筑。由于膜材料力学性能的特点，如单轴向力学性能的各向异性、单轴向和双轴向及多轴向力学性能间的明显差异，以及双轴向和多轴向拉伸试验仪器的昂贵和缺乏，目前相关力学性能的研究还不完善，更接近实际应用情况的双轴向、多轴向力学参数难以获取，工程设计和施工中不得不采用高安全系数保证工程的安全性，不能最大限度合理利用材料性能；与此同时由于不符实际的材料力学性能参数和设计缺陷的缘故，国内外屡次出现膜结构建筑破坏事故，不仅造成重大财产损失，而且影响人们对膜结构建筑的信心。需要注意的是设计、施工和研究人员一致认为膜材料的双轴向和多轴向力学性能参数更加切合实际地表达膜结构受力⑷，但限于试验设备的原因，多数研究人员只进行膜材料单轴向拉伸试验。在现有的对机织建筑膜材料力学性能试验研究、力学分析基础上，课题尝试利用有限元软件进行机织建筑膜材料拉伸力学性能的模拟与分析，研究利用有限元软件模拟拉伸试验中试样的受力情况，对比、分析试样的应力分布，挑选出受力合理、不在夹头处撕裂的试样形状和尺寸，从而提高拉伸试验有效性、降低试验次数和成本；通过有限元软件的模拟获取机织建筑膜材料单轴向、双轴向拉伸弹性模量，降低目前有限元软件模拟值与试验结果误差大的问题，获得更好的模拟结果，为降低机织建筑膜材料的试验成本提供帮助。
1.2研究目标
课题目标是进行机织建筑膜材料拉伸力学性能的有限元模拟与分析。应用ABAQUS有限元软件进行拉伸试样的模拟与分析，得到合理的试样形状和尺寸，降低拉伸试验在夹头撕裂的可能性；进行机织物拉伸试验模拟，探索动态显式运算中Step值、相互作用对结果的影响；通过有限元模拟获得机织建筑膜材料单轴向和双轴向拉伸弹性模量，讨论材料属性、相互作用等对结果的影响，分析模拟值与试验值的误差原因并提出解决方法，以获得满意的模拟结果。
1.3研究内容和方法
在机织建筑膜材料拉伸试样的模拟与分析时简化其为各向同性板，模拟试样在单轴向和双轴向拉伸试验中的受力情况，对比单轴向拉伸试样长宽比和倒角半径对试样应力分布的影响，找出不在夹头处断裂可能性最大的试样形状和尺寸；分析双轴向拉伸试样的倒角半径、拉伸轴宽度、裂缝长度和裂缝条数对应力分布的影响，选出合适的试样形状和尺寸保障试样在双轴向拉伸试验中受力均勾。测量机织建筑膜材料横纵截面电镜图提取模型尺寸参数，选择合适的纱线轨迹和形状，建立机织物模型，模拟机织物拉伸试验；选择动态显式运算方法，比较step值对模拟结果的影响，挑选出合适的step值，保证运算结果的有效性和运算时间的合理性；设置不同通用接触的罚因子值，比较其对拉伸性能的影响，进行纱线弹性性能参数对拉伸性能的敏感性分析。最后模拟机织建筑膜材料拉伸试验，讨论不同材料属性、相互作用对模拟结果的影响，分析模拟结果与试验值间误差原因并提出一种办法优化模拟结果，进行了纱线和基体性能对膜材料拉伸性能的敏感性分析。
第二章文献综述
2.1建筑膜材料的介绍
建筑膜材料发源于古时候游牧民族的帐篷，但是由于动物皮毛等材料性能和尺寸的限制而只能作为临时或暂时性建筑，需要经常修补，不能长期使用。随着化工产业的兴起和发展，人类可以利用的纤维产品和涂层剂等不断涌现，一位名为兰彻斯特（FederickW. Lanchester)的美国人在1917年提出用鼓风机吹胀膜材料制作野战医院，由于材料性能不够优良而失败；1945年，华特.贝尔德为美国军方设计制造了一个直径达15 m的膜材料雷达罩，膜材料不会吸收雷达波，因此相比于金属材料不仅实现了保护雷达的功能，而且电波能够无阻通过[7]。这些产品不能称为真正意义的建筑膜结构，不是现在人们所认为的膜材料。随着膜材料的发展和应用实践的增加，1967年蒙特利尔博览会上西德馆采用了索网上覆盖聚酷纤维膜材料的屋顶[8];但是大家公认膜材料真正应用于建筑领域的开端是1970年大阪国际博览会上的美国馆（图2-1[9])和日本富士香肠馆（图2-2），美国馆屋顶长142 m、宽83 m、矢高6.1 m的椭球形，膜材为玻璃纤维涂覆聚氯乙稀；富士香肠馆由16根直径4 m，长78 m的拱形管柱组成，围成了直径50m的圆柱体，膜材料为g乙醇膜基布涂覆海普隆面层和聚氯乙稀涂层[9]。两个展馆的出现在世界上引起"以其低成本和华丽的造型吸引了建筑界的目光，之后世界各地掀起了建设膜材料建筑的潮流，从1973年美国加利福尼亚拉维思学院和圣克.克罗拉加州分校气承式游泳馆（活动屋顶）和学生活动中心这类3小型建筑开始，到1996年美国亚特兰大奥运会主场馆-佐治亚穹顶，这个240ni><192m的椭圆形状索膜结构成为当时世界上最大的室内体育馆另外，较著名的膜材料建筑有候机大厅如覆盖面积达到440000 m2的沙特阿拉伯的KingAbdul Aziz国际机场、足球场如覆盖面积为42000 m2的罗马奥林匹克体育场、展览中心如英国的千年穹顶等；在我国，建筑膜结构属于一种刚刚_起的新型建筑结构，1995年建筑膜材料的使用量不足10000m2，到2001年上升为200000?250000m2;国内大型膜结构建筑始于1997年建成的上海八万人体育场（图2-3），覆盖面积达到361()0ni2[i2]，之后各地陆续建设了许多膜结构建筑应用于会展中心、水上乐园、剧场、展馆等[13];如上海世界博览会的世博轴膜结构建筑（如图2-4[13]所示）。由于膜材料重量轻、透光度高、抗污染性强，达到使用期限后可以较为方便地更换，可以经受冰雹等自然灾害的打击，因此估计在今后的若干年内我国膜材料的需求量将以每年20%的速度递增，膜材料在建筑领域将具有十分广阔的应用前景。
第三章拉伸试样的应力分布模拟.......... 18
3.1单轴向拉伸试样的模拟 .........18
3.1.1建模简介......... 18
3.1.2无倒角的单轴向拉伸试样模拟......... 19
3.1.3倒角的单轴向拉伸试样模拟......... 19
3.1.4单轴向拉伸试样模拟小结......... 23
3.2双轴向拉伸试样的模拟......... 23
3.2.1建模简介......... 23
3.2.2运算结果及分析......... 24
3.2.3双轴向拉伸试样模拟小结......... 27
3.3本章小结......... 27
第四章机织物的拉伸试验模拟......... 29
4.1机织物模型的建立......... 29
4.1.1纱线截面形状和轨迹的选取......... 29
4.1.2模型尺寸参数的提取 .........31
4.1.3应用ABAQUS建立模型......... 31
4.2机织物的单轴向拉伸模拟......... 32
4.3机织物的双轴向拉伸模拟......... 33
4.3.1 Step值对结果的影响......... 33
4.3.2罚函数因子的影响......... 34
4.3.3敏感性分析......... 34
4.4本章小结......... 35
第五章机织建筑膜材料的拉伸试验......... 36
5.1机织建筑膜材料模型的建立......... 36
5.2机织建筑膜材料的单轴向......... 37
结论
课题目标是探索机织建筑膜材料拉伸力学性能的有限元模拟，拟应用ABAQUS有限元软件模拟机织建筑膜材料拉伸试验中试样形状对应力分布的影响、机织物拉伸试验和获取机织建筑膜材料单轴向、双轴向拉伸试验弹性模量。本着循序渐进的原则，首先进行机织建筑膜材料拉伸试样形状、尺寸的建模和分析，对单轴向拉伸的试样长宽比、倒角半径和双轴向拉伸试样形状、倒角半径、裂缝长度和条数进行了模拟分析。在此基础上，建立了机织物细观模型，假设纱线属性为线弹性，定义了经讳纱间相互作用，对机织物拉伸试验进行有限元模拟。最后建立了完整的机织建筑膜材料模型，选取非线性属性作为纱线性能，定义纱线与基体的相互作用，进行机织建筑膜材料卑轴向和双轴向拉伸试验模拟。拉伸试样模拟结果表明，利用有限元软件可以快速、准确地选择合适的试样形状和尺寸。
拉伸试样模拟为了简化建模过程和减少计算时间，在模拟过程中直接假设膜材料为各向同性板。通过应力云图的分析可知，单轴向拉伸试样两端倒角半径对试样的应力分布影响大，某些长宽比条件下很难找到合适的倒角半径使试样应力云图分布合理；单轴向拉伸试样应该选择合理的长宽比、同时通过比较不同倒角半径试样的应力分布图，选出有利于拉伸时在中间区域失效断裂的试样。双轴向拉伸试样为十字形，倒角半径、拉伸轴宽度、裂缝长度和条数对试样受力分布有很大影响；双轴向拉伸试样为180 mm xl80 mm的十字形试样时，倒角半径取5 mm、拉伸轴宽度为60 mm、裂缝长度约等于拉伸轴长度、裂缝条数为5时，可以有效分散应力，有利于膜材料均衡受力。模拟结果表明，利用有限元软件进行模拟分析，可以指导试样选定、提高试验有效性。机织物拉伸的有限元模拟比较了动态显示分析时Step值对模拟结果和计算耗时的影响。定义经讳纱间相互作用为通用Contact，罚因子取值分别为0.1、0.2、0.3、0.4。模拟结果表明，不同罚因子条件下应力/载荷比值变化不明显。
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精选材料工程硕士论文篇九
第1章绪论
1.1引言
人类社会的生存和进步离不开能源。可持续发展是全人类共同的愿望和奋斗目标，我们进入二十一世纪以来，面临着许多严峻挑战，其中之一就是保护我们赖以生存的自然环境和自然资源，以实现可持续发展。目前，在中国或全球的能源结构中，煤、石油、天然气等一次能源占90%以上，但是其储藏量仅供开采50年左右，因此想要促进经济增长、创造就业机会、占据未来发展制高点，就必须大力发展新能源。在太阳能、风能、生物能等众多新能源体系中，锂离子电池因其能量密度高、循环性能好、环境友好及结构多样化等优异特性而成为摄像机、移动电话、笔记本电脑等便携式电子电器的首选电源，也是未来纯电动汽车（EV)、混合电动汽车（HEV)、空间技术以及高端储能系统的最佳动力电源。本章首先介绍了锂离子电池的一些基础知识，如工作原理、特点、分类和应用前景。其次介绍了锂离子电池的重要组成部分，如隔膜、电解液、导电剂、粘结剂、正极材料和负极材料。紧接着阐述了石墨烯和Sn02/石墨烯复合负极材料的研究现状。最后说明了课题的提出及主要研究内容。
1.2锂离子电池简介
1.2.1锂离子电池的工作原理
锂离子电池的工作原理如图1.1所示。以钴酸/石墨电池为例，电池充电时，U+从正极LiCoCb中迁出，经过隔膜和电解液，嵌入到负极石墨层中；电池放电时，Li+从负极石墨层中迁出，经过隔膜和电解液，进入正极LiCo02中随着充放电的进行，Li+不断的从JH极和负极中嵌入和脱出，充放电过程中应有相同数量的电子经外电路传递，以保持电荷的平衡。锂离子电池实际上是一种Li+浓差电池，充电时，Li+嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态；放电时，Li+迁出负极，负极处于贫锂态，正极处于富锂态。如果充放电正常的话，Li+在层状结构炭材料和氧化物的层间嵌入脱出，不会引起晶格结构的破坏，只会引起层间距的变化，因此材料的化学结构在充放电过程中基本不变。锂离子电池反应是一种理想的可逆反应，由于Li+在正极和负极间往返的嵌入和脱出，也被形象的称为“摇椅式电池”（Rocking Chair Batteries,缩写为RCB)。
1.2.2锂离子电池的特点
与镍氧电池、镇镉电池相比，锂离子电池具有以下突出的优异特性
1)能量密度高，体积小，重量轻。能量密度即单位质量或卑位体积物质中储存的能量。锂离子电池的能量密度要比以前的电池高得多，因此相同能量密度下，锂离子电池要小得多，轻得多。目前商品化锂离子电池的能量密度是镜镉电池的2?3倍，镇氧电池的1-2倍，已达140Wh/kg或300 Wh/L。
2)输出电￡E高。工作电压是镍镉、镍氧电池的3倍，高达3.6V。
3)循环寿命长。锂离子电池的循环次数要多于其它电池，可达1000次。
4)允许工作温度范围宽。锂离子电池可在55°C之间工作，具有良好的高低温放电性能。
5)自放电率低。自放电率指的是电池闲置时其自动放电的多少，因此也称电荷保持率。锂离子电池的自放电率很低，每月只有6-8%，远低于镍镉电池的30%。
6)负载能力高。锂离子电池因其可以大电流连续放电，被广泛用于摄像机、笔记本电脑等大功率电器上。
7)无记忆效应。锂离子电池无需等到电池电量用尽后充电，可以根据需要随时进行充电，不会影响屯池的性能。
8)无污染，环保型。裡离子电池是真正的绿色环保电池，不念任何萊、镉等有毒元素。
第2章实验部分
2.1药品和试剂
目前，石墨炼的制备方法有很多，其中有微机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法和热还原法等。微机械剥离法虽然可以制备出结构完整的石墨稀，但是其产率较低，无法满足工业化生产化学气相沉积法既可以制备出高质量的石墨烯，且也满足工业化生产的要求，但是理想的基片材料键价格实在太昂贵，生产成本高通过还原氧化石墨可以得到大量石墨烯，化学还原法需要添加有毒的还原剂胼，会对环境造成污染，热还原法则无需外加还原剂相比于传统电加热剥离氧化石墨的过程，微波气相法更为彻底，这是因为在一般电加热过程中，热量由外向内传递，各向传热系数的差异使氧化石墨外部优先剥离，内部剥离不完全。而在微波加热的过程中，氧化石墨受热均勻，含氧官能团分解产生的气体由内向外扩散，使其完全均匀剥离微波法具有设备简单，能耗低，易于放大等优点，有助于石墨炼的大规模生产。最近，石墨稀作为离子电池负极材料的研究越来越多，因为锂离子不仅可以储存在石墨稀片层的两侧，而且还可以嵌入到石墨稀片层的边缘和孔穴中，因此其理论容量要高于天然石墨的372 mAh/go石墨稀在储能锂电池方向有着很好的前景，制备单层或者层数较少的石墨稀对其储锂性能有着很大的影响。本章以天然石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨，再将氧化石墨进行微波福照，最后得到石墨稀。分析了天然石墨和石墨稀的基本结构并考察了它们用作锂离子电池负极材料的优点和不足。
第3章微波气相法合成石墨烯及其电化学..........21
3.1 引言.......... 21
3.2石墨烯的制备.......... 21
3.3 石墨烯的结构与形貌.......... 22
3.4石墨烯的合成机理.......... 25
3.5石墨烯用作负极材料的电化学性能 ..........26
3.6 本章小结 ..........29
第4章Sn〇2/石墨烯复合负极材料的电化学..........30
4.1 引言.......... 30
4.2 Sn02/石墨烯复合负极材料的制备 ..........30
4.3 Sn02/石墨烯复合负极材料的结构与形貌.......... 31
4.4 Sn02/石墨烯复合负极材料的合成机理 ..........34
4.5 Sn02/石墨烯复合负极材料的电化学性能 ..........35
4.6 Sn02的含量对复合负极材料的电化学性能影响.......... 39
4.7 本章小结.......... 41
第5章粘结剂对Sn〇2/石墨烯复合负极材料.......... 43
5.1引言.......... 43
5.2 实验部分 ..........43
5.3水性粘结剂对Sn02电化学性能的改善 ..........43
5.4水性粘结剂对Sn02/石墨烯复合负极材料.......... 46
结论
与炭类负极材料相比，一些非炭类负极材料由于具有较高的嵌锂容量，成为近几年来的研究热点，其中，二氧化锡（Sn02)因其理论嵌锂容量高达782 mAh/g而受到科学界和产业界的高度关注。但是由于Sn02在充放电过程中巨大的体积膨胀使其循环性能下降，因此本文考虑将石墨烯和Sn〇2进行复合，通过将石墨烯包覆在Sn02纳米颗粒周围，抑制Sn〇2在充放电过程中的巨大体积膨胀，从而改善材料的循环性能。以上是本文的主要创新点，本文另一个创新点是利用水性粘结剂对于充放电过程中会膨胀收缩的电极材料能够起到一定的缓冲作用，从而提高材料的循环寿命。本文的主要结论如下：
1)石墨烯的容量明显高于天然石墨，但是其容量保持率远小于天然石墨。经过100次充放电循环后，天然石墨的放电容量为212.3 mAh/g，容量保持率为61.9%;石墨烯的放电容量为445.2 mAh/g,容量保持率为23.9%。另外，石墨烯在高倍率充放电下具有一定的优势。在40、80、200、400、800和40 mA/g的电流密度下，石墨烯的放电容量分别为 857.5、589、421.7、357、237 和 627.2 mAh/g。
2)经过100次充放电循环后，Sn02/石墨烯复合负极材料、石墨烯和Sn02的放电容量依次为552、445.2和94.6 mAh/g,容量保持率依次为32.8%、23.9%和7.4%。Sn02/石墨烯复合负极材料的放电容量和容量保持率均比石墨烯和Sn02要高，且其容量保持率是纯Sn02的4.4倍，表明石墨烯包覆Sn02比纯石墨烯或者Sn02的性能更优越。另外，Sn02/石墨烯复合负极材料拥有较好的倍率充放电性能。在40、80、200、400、800和40 mA/g下，Sn02/石墨烯复合负极材料的放电容量分别为952.9、740.7、567.5、426、241.3和724.5 mAh/g,均高于纯石墨烯。交流阻抗图表明石墨烯的引入确实提高了材料的导电性。
3) Sn02的含量越高，材料循环性能越差，Sn02的含量存在最优值。经过100次充放电循环后，Sn02含量为59.6%、62.2%和65.5%复合物的容量保持率分别为32.8%、25.4%和14.6%，这是因为Sn02的含量越高，就会有更多的Sn02纳米颗粒散落在石墨烯片周围，这部分颗粒失去了石墨烯骨架的限制约束，在循环过程中产生巨大的体积膨胀，导致电极破裂、粉碎，进而造成循环性能下降。
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精选材料工程硕士论文篇十
第1章绪论
1.1碳纳米管
1.1.1碳纳米管的结构
1991年，日本科学家S.Iijima在利用高分辨电子显微镜（HRTEM)研究Q。和炭灰结构时意外发现类似管状结构的分子影像（图1.1)，推测它的模型为多层、中空，碳壁由碳的六圆环、两端封口由五元环或六元环组成。lijima发现这些碳管长度在几十纳米到几毫米之间，直径是lOnm至30nm，且层与层之间的距离约0.343mn左右，两端由半球形的端帽封闭，在电子显微镜下各柱面为左右对称的平行条纹，中间为空心，截面为同心的圆环。1993年，S.lijima和ffiM公司的Bethime等人[2—3]同时报道了釆用电弧法制备得到仅仅只有一层管壁的碳纳米管，即单壁碳纳米管，管径在0.7?2nm之间，长度为微米级，是典型的一维纳米材料。这一发现立即轰动了全世界，随即全球的材料相关领域开始了研究碳纳米管的热潮。从此之后碳的同素异性也由2种变为4种：金刚石、石墨、C60(富勒烯）以及碳纳米管。碳原子的排列扩展到零维的C60、一维的碳纳米管、二维的石墨以及三维的金刚石。表1.1给出了这几种同素异形的物性参数。目前碳纳米管的研究主要集中在：碳纳米管的制备、碳纳米管的结构、性能和潜在应用等方面。
不同结构的碳纳米管的性能差异较大，尤其是导电性能碳纳米管可以作为导体或是半导体材料。因此对碳纳米管的结构的研究一直是材料界关注的焦点。单壁碳纳米管可以看成是单层石墨片卷曲而成。利用石墨片的平面格点构造碳纳米管的过程如下(图1.2左）任选一个格点作为原点，作一条晶格向量Ch,然后过原点做垂直于Ch的直线，作一条平行于单位矢量a,的平行向量na,，它是沿石墨六方网格的锅齿轴，六方格的一个C-C键垂直于nai。向量Ch与nai锅齿轴之间的角度称为螺旋角0。以向量Ch的垂直线为轴，卷绕石墨稀片，就形成了单壁碳纳米管。Ch=na,+ma2，由此可见，用(n，m)两个参数表示一个单壁碳纳米管，卑壁碳纳米管就可由这两个参数确定（直径和螺旋角或两个表示石墨片层的指数（n,HI)或者螺旋向量Ch和平移向量T)，在不考虑手性的情况下。单壁碳纳米管根据石墨片卷曲的螺旋角的不同分为了三种类型：扶手型（图1.2A)、银齿形（图1.2B)和手性型（图L2C)，它们之间的螺旋角分别为沒=30°、和0°、0。<0<30。。
实际生产制备的碳纳米管并不是都是直径均匀、平直的，可能会出现L、Y、T等不同的结构，尤其是催化裂解法制备的碳纳米管，这种方法制备的碳纳米管多数是不平直的，L、Y、T等结构的出现是由于碳六边形的结构网格中出现了碳五边形、碳七边形导致的。碳五边形会引起碳纳米管的正弯曲，碳六边形引起负弯曲[9]。在碳纳米管弯曲或者是直径变化的地方引入五边形、七边形才能使整个结构得到延续，所以在这些地方经常会出现碳五边形和碳七边形。它们的数量和分布对碳纳米管的形状有很大的影响。Ebbesen_详细研究了碳纳米管的缺陷结构，他把碳纳米管中可能的缺陷结构分为三类：几何缺陷、化学缺陷和晶体缺陷。研究表明缺陷的存在严重的影响着碳纳米管的性能。
1.1.2碳纳米管的主要性能
1.1.2.1电学性能片层
石墨上的碳原子有一个未成对电子位于垂直与层片的P轨道上，具有很好的导电性能。碳纳米管可以看成是石墨烯卷曲而成的，所以碳纳米管和石墨一样具有良好的导电性能，而且碳纳米管的导电性取决于石墨层卷曲形成管状的直径和螺旋角。碳纳米管的导电性能介于导体与半导体材料之间随着螺旋参数（n，m)的不同，碳纳米管的能隙宽度可以从0变化到与娃材料相等。单壁碳纳米管和管壁较小的多壁碳纳米管都可以表现出量子传输性Tsukagoshi发现当碳纳米管两端接触有磁性的物质时，电子传输具有自旋方向的规律，因此碳纳米管可以作为新一代的电子自旋态幵关[〗6]。Bockrath报道了碳纳米管的Luttinger液体行为[I7]，这是由于管身的长程库企力所导致的f''\Bachtold研究了碳纳米管的Aharonovbohm效应碳纳米管的管壁上常常含有五边形和七边形结构，这些缺陷额存在产生了新的导电行为。
1.1.2.2力学性能
碳纳米管的碳原子之间是以C-C共价键的结构结合在一起的，而C-C键是自然界最强的化学键之一，它具有很高的轴向强度、韧性和弹性模量。由于碳纳米管极易缠绕的特点，直接用传统的方法不能测出它的力学性能因此最初对碳纳米管的力学性能研究主要集中在理论研究的基础上。Lu[2g]采用经典的力常数模型计算了碳纳米管的弹性模量，得到弹性模量为ITPa，剪切模量为0.5TPa。结果还表明碳纳米管的力学性能与它的直径、螺旋角以及管壁层数等几何参数有关。Hernandez等[21]釆用非正交紧束缚理论计算得到单壁碳纳米管的弹性模量为1.24TPa。随着科学的深入，研究人员开始设计各种实验来测量碳纳米管的力学性能。Yu等[22-23]在扫描电子显微镜中使用原子力显微探针分别对多壁碳纳米管和单臂碳纳米管直接进行拉伸实验，发现碳纳米管从外层幵始断裂，该层拉伸强度在ll-63GPa之间，弹性模量为270-950GPa，弹性模量为0.32-L47TPa。
第2章碳纳米管的改性及石墨稀旳制备
2.1碳纳米管改性的必要性
多壁碳纳米管是由许多同轴单壁碳纳米管组成，层与层之间通过微弱的范德华力作用。由于范德华力的作用力微弱，使得碳纳米管容易聚集缠绕成杂乱的状态。碳纳米管的表面化学性质稳定，不具备任何官能团，因此在水溶液或是有机溶剂中不易溶解分散。通过碳管改性的方式，使其表面接枝官能团，可以提高碳纳米管的分散特性。另一方面，增强材料与基体之间浸润性的好坏对复合材料的影响很大。一般来说，浸润性好，界面粘结强度就高，即粘结强度好。如果完全浸润，仅树脂在界面上的物理吸附产生的粘合强度要比树脂自身的内聚能还大。良好的粘结界面能很好的传递应力，材料就有较好的力学性能。如果浸润性不好，界面上就会留下空隙，这不但没有一个良好的粘结界面来传递应力，而且成为了应力集中源，使材料性能变差。碳纳米管的表面没有任何基团，若直接与聚合物复合，碳纳米管与基体间的作用力较薄弱。而对碳纳米管进行化学修饰后，其侧壁及端口接枝了极性官能团，这些活性高的极性官能团与基体产生共价键，与基体有力的结合在一起。另外，生产制备得到的碳纳米管的表面一般含有许多杂质，如金属氧化物和不定形碳，这些杂质在碳纳米管与聚合物复合时，会影响复合材料的性能，所以在碳纳米管与聚合物复合前对其进行一定的处理和纯化是非常有必要的。
本章采用的是强酸氧化法，这是缺陷处接枝官能基团的方法，这种方法可以在缺陷处产生醇类和梭酸类官能团，同时可以去除表面的生产过程中产生的不定形碳，从而使碳管与环氧树脂基体间的表面结合力增强，得到更好的材料性能。液相氧化法中浓硝酸和浓硫酸对碳纳米管都有一定的氧化腐烛作用，用单一的浓硫酸或是浓硝酸纯化碳纳米管时其氧化速度很慢，失重率很低。但是把浓硫酸、浓确酸以一定的比例混合使用时，它们对碳纳米管颗粒的氧化速度大大提高，它们共同使用时，浓硝酸和碳纳米管颗粒反应生成的水被浓硫酸吸收，这样销酸和硫酸共同起协同的作用，使得反应向正向进行，所以混酸对碳纳米管的氧化速度大大提高。精确的控制反应的时间和温度就可以在短时间内得到纯氧化的碳纳米管。
第3章溶液混合法制备复合材料......... 27
3.1溶液法制备碳纳米管复合材料原理......... 27
3.2溶液混合法制备复合材料......... 27
3.2.1 实验原料......... 27
3.2.2 实验仪器......... 27
3.2.3 实验过程......... 28
3.3 表征和测试......... 29
3.4结果分析与讨论......... 36
3.5 CNTs与MGPs共同强化EP......... 38
3.6 本章总结......... 39
第4章密炼机混炼法制备复合材料......... 41
4.1 实验原理......... 41
4.2密炼机超声混炼法制备复合材料......... 41
4.3 表征与测试......... 43
4.4结果分析与讨论......... 49
4.4.1 M-CNTs/MGPs对树脂的增强作用......... 49
4.4.2 M-CNTs/MGPs对树脂热性能的影响......... 50
4.4.3 M-CNTs/MGPs对树脂电性能的影响......... 51
4.5 本章总结......... 51
第5章结论与展望......... 53
结论
本文采用混酸改性的方法对碳纳米管(CNTs)进行化学改性，采用改进的Hummer法制备了氧化石墨(G0)，并借助于微波热还原的方法制备了石墨烯片(MGPs)。在此基础上，采用溶液混合和熔体混合的方法，制备出CNTs/MGPs/EP复合材料。论文借助于FT-IR、RAMAN, TEM、TGA等测试方法对CNTs的改性效果和机理进行了分析研究，通过对复合材料的机械性能、热稳定性能、导热导电性能进行表征，探讨了 CNTs、MGPs对环氧树脂(EP)的增强改性效果和改性机理，并得出以下几点结论：
(1)改性CNTs对环氧树脂具有良好的增强改性效果，尤其是MGPs的加入，有效地促进了 CNTs在EP中的分散，进一步提高了对EP的增强效果，使得其抗拉强度提局了 33.3%，断裂伸长率提局了 47.1%;同时，还提局了材料的热稳定性能和导热性能。研究表明，导热性能提高了 20%;
(2)论文建立的MGPs和CNTs的相互参杂模型，描述了一维和二维碳纳米材料的相互参杂分散机理，提出一方面参杂作用可以有效地防止了纳米材料的二次团聚现象的发生，促进了纳米填料的均匀分散，另一方面一维和二维碳纳米材料在树脂基体中建立起了三维网状结构，对于提高复合材料的机械性能、导电性能极为有利。研究结果表明，釆用CNTs和MGPS共同参杂EP比纯EP的抗拉强度提高了 37.8%，断裂伸长率提闻了 67.6%，导热性能提局了 22.3%。
(3) TEM、Raman、FT-IR、TGA等表征结果表明，混酸氧化法对CNTs、MGPs进行化学改性，在其表面成功接枝了羧基、羟基等含氧基团，有效地促进了填料在树脂中的分散以及和树脂之间的结合力，提高了填充改性增强效果。
(4)论文借助于溶液混合和熔体混合方法，制备了 EP复合材料，并比较了这两种方法各自的优缺点：溶液法制备方法复杂，只适用于小规模试验，由于分散时纳米粒子与EP都溶解分散在溶剂中，所以分散情况较好，材料的性能较佳；密炼机混合法中剪切力只能将大的团聚破碎成小的团聚，所以制备得到的复合材料仍然存在小的团聚，较溶液法，熔体混合得到的复合材料性能差些，但是使用混炼设备混合成本低、效率高、技术稳定，利于复合材料的大规模生产。
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