研究
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多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)具有中空刚性的笼型或半笼型结构,它作为一种新型的有机-无机杂化纳米粒子,不仅综合了无机组分和有机组分的优点,还具有两者协同效应产生的新性能,成为分子结构设计中最具潜力的选择。当POSS以分子水平或纳米级聚集体较好地分散于聚合物基体中时,能有效提高材料的热性能、力学性能、磁性能、声学性能、表面性能等,使其在生物医学、催化剂、光学材料和介电材料等领域得到快速发展。POSS的制备方法对POSS/聚合物纳米复合材料的结构性能影响巨大。早期POSS/聚合物纳米复合材料的合成技术不成熟,主要以物理法为主。该法制备的复合材料存在纳米粒子分散不均匀、易团聚的问题,从而影响材料的性能。近年来,研究者不仅关注POSS的结构对复合材料性质的影响,还在不断创新与研究合成技术。随着对POSS结构中Si原子上取代基和高分子链精确控制的实现,化学法制备POSS/聚合物纳米复合材料技术取得了突飞猛进的发展,大大提高了POSS与聚合物基体的相容性。研究者通过不同的化学法已经能够获得具有明确化学结构及各异官能基团的POSS/聚合物纳米复合材料,采用核磁共振氢谱、飞行时间质谱、硅谱、傅里叶红外光谱、广角X射线衍射等多种手段对其结构进行表征;同时还能将POSS以主链、侧链或端基的形式引入聚合物体系中,形成不同拓扑结构的POSS/聚合物纳米复合材料,如接枝型结构、串珠型结构或星型结构等。化学法有利于充分发挥POSS的优异性能,大幅提高POSS/聚合物纳米复合材料的合成效率,为进一步探究POSS/聚合物结构与功能复合材料之间的关系提供了理论基础。本文对POSS的分子结构、性能及POSS/聚合物纳米复合材料结构、制备方法等进行了综述,重点介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的制备方法,其中包括共混法...
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应力-应变(σ-ε)关系是材料设计和开发的重要指标。单轴拉伸与压缩实验是获得材料应力-应变关系的重要手段,然而受限于尺寸要求,它们难以应用于微纳米尺度下的表征。基于深度敏感的仪器化纳米压入仪具有高的载荷和位移精度,被广泛应用于研究微纳尺度材料的力学性能,例如弹性模量、硬度、应变速率敏感指数与蠕变参数等。近年来国内外研究者开展了从纳米压入的载荷-位移(P-h)曲线中直接获取材料完整σ-ε关系的研究,其中球形压头具有平滑与非自相似应力应变场,得到了广泛关注。球形压入分析的难点在于被压材料处于三轴应力状态,不均匀的应力应变分布使得压入应力与压入应变难以直接测量。为简化分析,研究者们提出了诸多定义,例如不同的压入应变、代表性应力和代表性应变定义等。其分析方法也纷杂各异,根据实现过程可大致分为经验物理法以及模拟分析法两大类。在经验物理法中,通过定义压入区域内代表性应力与代表性应变,并分别将它们近似为单轴塑性流变的应力与应变,从而实现P-h曲线到σ-ε关系的转换。该种方法简单易行且得到广泛应用,但其结果依赖于上述代表性物理量的选取与定义,并对实验测量精度非常敏感。在模拟分析法中,研究者首先通过模拟计算不同本构方程,假想材料的压入P-h曲线,然后建立其与本构方程参数之间的函数关系,以实现从实验P-h结果到材料σ-ε关系的反演分析。可见建立准确的函数关系是该方法的核心,常用的方法有量纲分析和曲线拟合两类,然而目前函数的稳定性和适用性仍是限制其广泛应用的重要因素。近年来,基于计算机科学与技术的快速发展,研究者们通过引入新型算法以智能的方式筛选材料力学参数,实现预测结果与实验值的最佳匹配,这类方法展现出了具大的发展潜力。综上,本文分...
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在现代科学进步的条件下,人们的生活发生着许多的变化,科技为人们提供了更加便利以及安全的保障。这些先进的技术给人们在研究的过程中起到了促进的作用,非常具体的展现出科学技术的重要性。在本研究中主要研究的方向是从纳米二氧化硅的结构、环氧树脂复合材料的制备以及方法,和与研究对象相关的机理,具体的分析两者间的研究进展。当然在研究的过程中难免会出现一些相应的问题,为此,文章主要对纳米二氧化硅环氧树脂复合材料研究进展,进行了详细的分析,并对其做了简要概述与总结,还望能够起到有效的参考作用。...
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