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聚正丙胺/甲胺基环硼氮烷的裂解

硅酸盐学报 2012年第8期40卷 1179-1183页

作者：雷永鹏王应德国防科技大学航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室长沙410073 国防科技大学指挥军官基础教育学院长沙410073

以正丙胺、甲胺和三氯环硼氮烷(trichloroborazine,TCB)为原料,在高于–10℃的温和条件下合成了一种可溶可熔的聚(正丙胺/甲胺)环硼氮烷(PPAB)先驱体。用热分析、Fourier变换红外光谱、元素分析、Raman光谱、X射线衍射和X射线光电子能... 详细信息

以正丙胺、甲胺和三氯环硼氮烷(trichloroborazine,TCB)为原料,在高于–10℃的温和条件下合成了一种可溶可熔的聚(正丙胺/甲胺)环硼氮烷(PPAB)先驱体。用热分析、Fourier变换红外光谱、元素分析、Raman光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱等表征手段对聚(正丙胺/甲胺)环硼氮烷的结构及其在Ar中的裂解过程进行了研究。结果表明:PPAB的结构中含有B3N3六元环、N—H、C—H和C—N,其熔点约为96℃。1000℃时在Ar中的陶瓷产率为52.8%(质量分数),裂解质量损失主要发生在800℃以下,1 000℃的裂解产物中碳元素以C—N和C—C形式存在。1 400℃左右产物开始结晶,2000℃得到的产物为结晶程度较低的h-BN。

关键词：聚烷胺基环硼氮烷热裂解氮化硼结晶化

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水解对聚烷胺基环硼氮烷及其热解产物的影响

功能材料 2011年第8期42卷 1482-1484,1488页

作者：雷永鹏王应德薛金根宋永才国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室湖南长沙410073

研究了一种新型氮化硼先驱体——聚烷胺基环硼氮烷(PPAB)在空气中的水解过程,利用FT-IR、TGA、XRD和EDX考察了水解对PPAB及其在氩气中裂解产物结构和组成的影响。结果表明PPAB在空气中极易水解,其分子结构中的B—N键易水解形成B—O键,... 详细信息

研究了一种新型氮化硼先驱体——聚烷胺基环硼氮烷(PPAB)在空气中的水解过程,利用FT-IR、TGA、XRD和EDX考察了水解对PPAB及其在氩气中裂解产物结构和组成的影响。结果表明PPAB在空气中极易水解,其分子结构中的B—N键易水解形成B—O键,水解程度随放置时间及温度的增加而加快。水解前后的PPAB在1000℃时的陶瓷产率分别为45.9%和56.4%。水解后的先驱体在Ar中的裂解产物中含有较多B2O3,而未水解的PPAB裂解产物中B、N原子比接近化学计量比,不含B2O3。

关键词：氮化硼先驱体转化法聚硼氮烷水解

单原子催化剂在光催化二氧化碳还原中的研究进展

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高等学校化学学报 2022年第5期43卷 147-158页

作者：陶雨欧鸿辉雷永鹏熊禹中南大学化学化工学院长沙410083 清华大学化学系北京100084 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

通过光催化技术将二氧化碳转化成增值的含碳化学品或燃料是解决能源危机和温室效应的一种可持续性方法.开发高效、廉价及高稳定性的光催化剂是提高光催化二氧化碳还原(CO_(2)RR)效率所面临的一大挑战.单原子催化剂由于具有原子利用率高... 详细信息

通过光催化技术将二氧化碳转化成增值的含碳化学品或燃料是解决能源危机和温室效应的一种可持续性方法.开发高效、廉价及高稳定性的光催化剂是提高光催化二氧化碳还原(CO_(2)RR)效率所面临的一大挑战.单原子催化剂由于具有原子利用率高及电子环境可调等特性而在催化领域被广泛研究.在光催化二氧化碳还原中,金属单原子的加入不仅可调节光催化剂的能带结构及吸光性能等物理性质,还可以有效提高其光生电荷转移效率,并为研究光催化反应机理提供理想的平台.近年来,单原子光催化剂在二氧化碳还原领域的研究发展迅速.本文综合评述了单原子催化剂在光还原二氧化碳反应中的研究进展,介绍了不同载体的单原子催化剂的典型研究成果,并展望了未来的研究趋势.

关键词：二氧化碳还原单原子催化光催化载体

基于丝瓜微结构的超轻仿生结构设计与热、力学分析

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基于丝瓜微结构的超轻仿生结构设计与热、力学分析

作者：雷永鹏河南工业大学

学位级别：硕士

面对复杂多样、千差万别的工程结构,要求工程材料既要具有高的强度与刚度,又要轻质、节省材料。自然界生物体结构是亿万年自然选择和生命进化的结果,具有优良的力学性能。仿生结构材料的设计理论就是通过研究生物体的宏观、微观特性,发... 详细信息

面对复杂多样、千差万别的工程结构,要求工程材料既要具有高的强度与刚度,又要轻质、节省材料。自然界生物体结构是亿万年自然选择和生命进化的结果,具有优良的力学性能。仿生结构材料的设计理论就是通过研究生物体的宏观、微观特性,发现其优良结构的学科。本文的主要目的是通过剖析自然界丝瓜络的微结构特征,研究丝瓜络的仿生结构,设计出类似泡沫金属的一种新型多孔结构材料,进而标定其力学和导热性能。主要研究内容包括以下三大部分:·丝瓜络微结构研究。对丝瓜络结构的深入研究是进行仿生结构设计的基础,因此,本文首先对丝瓜络的宏观几何形貌进行了描述,指出丝瓜络主要宏观形貌可以看作双层开孔的泡沫结构,内层与外层之间通过沿径向互成120°的筋板连接;然后利用澳大利亚国立大学的扫描电镜和激光切割技术对丝瓜络纤维的微结构进行观测;进而对丝瓜络段试样进行压缩实验测定其各项力学参数(等效弹性模量约为8.79MPa),并利用曲线拟合方法给出了等效弹性模量与密度的解析公式。·基于丝瓜络微结构特征,采用蜂窝六边形对其孔隙进行简化,并利用三维软件—Pro/E设计出这种新型超轻仿生结构材料。利用3D打印技术以ABS-M30为原料制造出这种仿生结构,并对其进行压缩实验,测定等效弹性模量为166.9～180.59MPa。·运用Abaqus有限元软件,采用双层夹板三明治结构对以ABS-M30为材料参数的仿生结构进行准静态压缩及稳定性数值仿真。计算出其等效弹性模量为133.21MPa,一阶屈曲临界载荷为1064.8N。另外,本文也对仿生结构的热传导过程进行数值模拟,以纯铝为材料参数,计算出等效热传导系数为6.35W/(m·K)。

关键词：丝瓜络仿生设计超轻结构材料泡沫金属力学性能导热性能

碳化硅陶瓷纤维的性能及其在航空航天领域的应用

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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飞航导弹 2008年第2期 55-57,64页

作者：林智群雷永鹏湖南农业大学讲师国防科技大学博士研究生

碳化硅纤维是近年来受材料界关注的高性能陶瓷纤维。综述了SiCf的制备方法和工艺流程,并讨论了其优缺点。介绍了SiCf的性能,阐述了SiCf及其复合材料在航空航天领域的最新应用进展。

关键词：碳化硅纤维复合材料航空航天

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金属-复合材料胶接凹槽形貌增强及参数设计

复合材料学报 2023年第1期40卷 530-541页

作者：康振航雷永鹏石忠华宋权威章继峰哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

金属-复合材料混合接头广泛存在于航空、船舶及汽车等领域,具有凹槽形貌的共固化金属-复合材料接头可保持复合材料结构的完整性和纤维的连续性。在被连接金属表面设计了±45°凹槽,评估了表面形貌对钢-玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)... 详细信息

金属-复合材料混合接头广泛存在于航空、船舶及汽车等领域,具有凹槽形貌的共固化金属-复合材料接头可保持复合材料结构的完整性和纤维的连续性。在被连接金属表面设计了±45°凹槽,评估了表面形貌对钢-玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)接头胶接性能的影响,设计了单搭接拉伸剪切试验,验证胶接接头的剪切性能;在模拟中引入随机Weibull分布,定义内聚单元材料参数,结合矢量化用户材料(Vectorized user material,VUMAT)子程序模拟了接头的渐进失效过程,并建立±45°凹槽结构的代表性体积单元(Representative volume element,RVE)模型,分析了凹槽宽度和深度等参数对胶接接头的性能影响。研究表明,±45°凹槽结构可以显著提高钢-GFRP胶接接头的剪切强度,数值模拟强度和破坏模式与试验吻合;凹槽深度和宽度对结构胶接性能的影响显著,本文可为金属-复合材料接头的设计提供参考。

关键词：胶接沟槽结构内聚单元随机分布代表性体积单元(RVE)

氮掺杂石墨烯@碳纳米纤维的原位制备及其电催化氧还原性能

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无机材料学报 2016年第4期31卷 351-357页

作者：施旗雷永鹏王应德王仲民国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室长沙410073 清华大学低维量子物理国家重点实验室北京100084 国防科技大学基础教育学院长沙410073 桂林电子科技大学广西信息材料重点实验室桂林541004

结合静电纺丝和热处理技术,在含钴碳纳米纤维上原位生长了氮掺杂石墨烯,制备了三维互通纤维网结构。研究了钴含量对产物氧还原活性的影响。结果表明:氮掺杂石墨烯的生成和钴的引入均显著提高了电催化活性。纺丝液中六水合硝酸钴与聚丙... 详细信息

结合静电纺丝和热处理技术,在含钴碳纳米纤维上原位生长了氮掺杂石墨烯,制备了三维互通纤维网结构。研究了钴含量对产物氧还原活性的影响。结果表明:氮掺杂石墨烯的生成和钴的引入均显著提高了电催化活性。纺丝液中六水合硝酸钴与聚丙烯腈的质量比为1:10时,获得的催化剂活性最优,起始电势为0.84 V(vs RHE),反应为近四电子路径,具有比铂碳更好的稳定性和耐甲醇毒化能力。三维互通结构促进了电子和质子传输,并能提供更多的活性位点,提高电催化活性。这种方法也可用于设计其它三维互通的纤维复合物,在能源与环境领域具有更广泛的应用前景。

关键词：氧还原反应氮掺杂石墨烯原位制备三维互通纤维网

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氮杂环含能化合物的研究进展

含能材料 2006年第6期14卷 475-484页

作者：阳世清徐松林雷永鹏国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

综述了含有单个或多个氮原子的新型氮杂环含能化合物的合成与性能研究进展,主要包括呋咱、三唑、三嗪、四唑、四嗪、笼形及全氮化合物等;同时对此类含能材料存在的问题进行了评述,并给出了可能的解决方案。

关键词：有机化学氮杂环含能材料合成性能综述

孔隙率对碳纤维/尼龙6复合材料湿热性能影响的数值模拟研究

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复合材料学报 2023年第2期40卷 1154-1166页

作者：雷永鹏康振航刘驻宋权威章继峰哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

孔隙在复合材料制造过程中广泛存在,在湿热环境下孔隙的存在会改变应力场和水分场,进而影响复合材料的吸湿性能与力学老化性能。对碳纤维/尼龙6(Carbon fiber reinforced polyamide 6,CF/PA6)复合材料在不同温度浸水环境下吸湿老化后的... 详细信息

孔隙在复合材料制造过程中广泛存在,在湿热环境下孔隙的存在会改变应力场和水分场,进而影响复合材料的吸湿性能与力学老化性能。对碳纤维/尼龙6(Carbon fiber reinforced polyamide 6,CF/PA6)复合材料在不同温度浸水环境下吸湿老化后的力学性能测试,研究了温度与吸湿量对其力学性能的影响及强度与模量等力学参数的演化规律,建立吸湿参数与力学参数的关联函数。基于随机顺序吸附法算法(Random sequential adsorption,RSA),建立了纤维、界面和孔隙随机分布的代表性体积单元(Representative volume element,RVE)模型。在本构模型中引入依赖于吸湿量的退化因子,研究了孔隙含量对复合材料横向拉伸、压缩、剪切强度和模量的影响,揭示了湿热老化前后不同的失效机制。结果表明:在热湿老化前,由于应力集中,孔隙会导致复合材料力学性能下降,孔隙率含量每增加1%,横向拉伸强度降低6.4%;湿热老化后,基体吸湿塑化效应是复合材料力学性能降低主要因素,对应降低率为3.86%。

关键词：孔隙率湿热老化 RVE 失效机制数值模拟