关键词： 菱镁矿尾矿   镁质复合材料   碳化硅   抗热震性  

摘要： 为提高菱镁矿尾矿的利用率和使用价值,以菱镁矿尾矿轻烧粉为原料,单质硅粉和95-石墨为添加剂,酚醛树脂为结合剂,利用固相反应无压烧结法制备镁质复合材料。研究了在埋碳气氛下,硅粉和石墨加入量对镁质复合材料常温抗折强度、致密度、线变化率、抗热震性能、显微结构以及物相组成的影响。结果表明:随着Si粉和石墨粉添加量的增加,材料中的镁橄榄石(M_(2)S)和SiC含量增加,最终形成了以M_(2)S为主晶相的M_(2)S-SiC-C的复相材料;反应过程中产生的CO和SiO气体,不利于材料的烧结,造成材料的常温抗折强度和体积密度下降,气孔率上升,线收缩率减小;材料热震后的强度保持率均比未添加添加剂的试样明显的增加,因为材料中M_(2)S的增加和SiC晶须的生成均对材料的抗热震性提高有利。

关键词： 大尺寸   中子屏蔽   铝基高硼复合材料   MCNP6  

摘要： 采用金属粉末冷压热烧方法制备了规格为700 mm×500 mm×50 mm、含硼70%(质量分数)、密度1.87 g/cm^(3)的大尺寸铝基高硼复合材料板材;基于蒙特卡洛软件MCNP6对比研究了高硼铝基复合材料、聚乙烯、钨、铁、铅在Watt谱中子源辐射条件下的中子屏蔽性能;利用^(252)Cf中子源对铝基高硼复合材料进行中子屏蔽效果验证。研究结果表明,铝基高硼复合材料的试验值与模拟计算值能较好符合,5种材料中单位厚度铝基高硼复合材料的中子屏蔽性能最弱,在紧邻中子放射源10 cm厚度范围内单位质量铝基高硼复合材料的中子屏蔽效果仅次于聚乙烯材料,紧靠核动力反应堆的高温高辐射屏蔽层使用铝基高硼复合材料能够有效减轻屏蔽层整体质量。

关键词： 钛基复合材料   W含量   放电等离子烧结   力学性能  

摘要： 采用放电等离子烧结技术制备不同W添加量的Ti-W复合材料,并对其物相组成、显微形貌、力学性能以及断口形貌进行了研究。结果表明:W元素可以细化复合粉体颗粒尺寸,促进界面结合。添加5at%W的Ti-W复合材料的致密度由纯Ti的92.33%提升至98.49%,硬度由HV_(0.5)315提升至HV_(0.5)740。Ti-W复合材料的抗压强度也得到显著提升,其中添加25at%W的Ti-25W的抗压屈服强度高达2267 MPa。当W含量小于20at%时,片层状α/β-Ti相与沉淀析出的纳米马氏体起主要强化作用;当W含量为25at%时,未固溶的W颗粒与富W相固溶体起到了颗粒强化与固溶强化作用。

关键词： 纳米二氧化钛   泥蚶   受精   精子运动  

摘要： 探究新型纳米颗粒污染对泥蚶精子及受精的影响,为评估纳米材料对海洋经济贝类生殖健康的生态风险提供科学依据。将泥蚶精子分别置于对照组(正常过滤海水)、100μg/LTiO_(2)、10μg/LnTiO_(2)和100μg/LnTiO_(2)的暴露下,探讨环境浓度纳米二氧化钛(nTiO_(2))对广播式受精的海洋滩涂双壳贝类泥蚶精子运动及受精的影响,从精子供能和氧化应激2个方面探究其作用机理。研究结果显示,nTiO_(2)暴露显著降低了泥蚶的受精率。高浓度nTiO_(2)暴露(100μg/L)显著削弱泥蚶精子运动速度。此外,nTiO_(2)暴露明显抑制泥蚶精子中的丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)和Ca^(2+)-ATP酶活性,导致精子内ATP和Ca^(2+)水平下降。进一步研究表明,nTiO_(2)暴露显著增加了精子内活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)的含量。因此,nTiO_(2)可能通过限制精子供能、干扰精子内Ca^(2+)调控以及诱导精子氧化应激,从而削弱泥蚶精子的运动和受精能力。

关键词： 复合材料   光纤光栅传感器   小波包变换   冲击能量辨识  

摘要： 为实现复合材料冲击能量的高效识别,提出了一种基于光纤光栅(Fiber Bragg grating, FBG)传感器和小波包能量的冲击能量分类方法。首先,以碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)层合板状结构为实验对象进行冲击能量辨识实验系统搭建,并对复合材料板进行网格区域划分,将FBG传感器植入复合材料板内部,建立应变-温度传感器网络。实验系统通过调节落锤高度,开展5, 10和15 J的CFRP板冲击加载实验。使用FBG传感器对冲击信号进行采集,并将冲击信号转换为动态应变信号。再通过小波包变换对响应信号数据进行频段分解,计算各频段能量比,同时对施加冲击载荷后的复合材料板进行超声损伤分析,获得不同能量冲击造成的结构损伤程度。最后,根据频段能量比值筛选出冲击能量分类特征,实现不同冲击能量的划分并进行验证。实验结果表明,该方法计算步骤简单,能量分类准确率可达到88.9%,具有一定的工程应用价值。

关键词： 应变强化   轴拉本构模型   抗冲磨强度   力学性能   韧性   纤维粘结强度  

摘要： 如何从根本上大幅提升水泥基材料抗冲磨性能,是水电建设运维中的一项重要课题。基于轴拉应力-应变本构模型,重点研究纤维增强水泥基复合材料的拉伸应变行为与其主要力学性能及抗冲磨性能之间的关系。通过引入基于纳米偏高岭土的纤维粘结调节剂BA获得单因素改变的不同基体,分别测试2%纤维掺量(体积)下不同基体、同一基体不同纤维掺量下的拉伸行为及相应性能。结果显示,拉伸应变行为主要取决于纤维与基体之间的相互关系,并非简单依赖基体强度或纤维掺量;纤维粘结强度大于基体抗拉强度是实现应变强化的前提之一;应变强化不仅能使抗拉强度进一步增加,而且拉伸应变大幅提升,因而韧性显著改善,抗冲磨性能大幅提高。基于9%BA掺量的优化基体,纤维掺量1.5%和2.5%的拉伸行为分别为应变软化和应变强化,后者的控裂韧性是前者的43.7倍,抗冲磨强度是前者5.52倍,达到209.3 h·kg^(-1)·m^(2),是高性能C50硅粉抗冲磨混凝土的十倍以上。可见,应变强化是水泥基复合材料从脆性到韧性、从而实现抗冲磨性能突变的重要技术途径之一。

关键词： 纳米二氧化钛   光催化   再生骨料  

摘要： 光催化自清洁再生混凝土具有广泛的应用前景。以不同二氧化钛含量和掺入方法为实验内容,制作实验试件,采用各种不同的掺入方法和掺入度,研究试件进行光催化自清洁的能力,并通过分析试件,得到效率最高的掺入方法,对降低成本,推广应用具有重要意义。

关键词： 三维五向编织复合材料   尺寸效应   压缩力学性能   准静态压缩试验   电子显微扫描SEM测试  

摘要： 在高新技术领域中,三维编织复合材料起到非常重要的作用。然而,目前针对三维五向碳纤维/环氧编织复合材料整体结构的力学性能及破坏机制研究工作还较为欠缺。为此,基于三维五向碳/环氧编织复合材料,开展了纵向尺寸(10mm~16mm)对其力学性能影响的研究。结果表明:试样的应力应变曲线变化规律受纵向尺寸变化的影响较小。其中比较特殊的是,编织角22°试样的应力在达到峰值后下降速度较快,而编织角35°试样则相反。随着纵向尺寸的增加,峰值应力和弹性模量逐渐减小,而峰值应变变化幅度较小;破碎试样从松散的编织体逐渐转变为整体剪切破坏而成的三角形柱状体结构组合。本研究能够为三维编织复合材料的结构设计及工程应用提供重要的数据基础。

关键词： 碳纤维平纹复合材料   树脂浸润时间   树脂/纤维缺陷率   剪切力学性能   剪切破坏模式  

摘要： 为了分析碳纤维复合材料的固化缺陷(如未浸润纤维和树脂气泡)产生机理及其影响因素,通过控制固化工艺中树脂浸润时间(2、4、6 h),制备了3种不同缺陷比例下的碳纤维平纹复合材料。提出并建立了含有随机孔隙缺陷的碳纤维平纹复合材料剪切模型。结果显示:碳纤维平纹复合材料中缺陷分布主要集中于出树脂区,且复合材料整体力学性能随着固化过程中浸润时间增加而提高,表现在最小浸润时间(2 h)复合材料的剪切强度与模量是最大浸润时间(6 h)的77.1%和85.6%。同时,建立的含缺陷碳纤维单胞剪切模型与实验结果拟合较好,误差值控制在3%~8%之间,为碳纤维平纹复合材料的力学性能预测提供一种更简便的单胞模型预测模式。

关键词： 电磁波吸收   TaS_(2)/BDC复合材料   葡萄糖衍生炭   反射损耗  

摘要： 采用高温固相法制备TaS_(2)/BDC复合材料,探讨葡萄糖衍生炭掺杂对材料结构及电磁波吸收性能的影响。微观结构表征结果表明,复合材料表面较粗糙,相比纯TaS_(2),片层堆叠现象得到显著改善,葡萄糖衍生炭的引入有效地改善了TaS_(2)纳米片的分散性。XRD结果证实TaS_(2)成功合成,并检测到部分氧化的Ta_(2)O_(5)。XPS分析进一步验证TaS_(2)和葡萄糖衍生炭的存在。电磁波吸收性能测试表明,掺杂质量分数为25%葡萄糖衍生炭显著提高TaS_(2)/BDC复合材料的吸波性能,最大反射损耗达到-45.1dB,吸收频段向高频偏移,吸收率超过99.99%。过量的碳掺杂破坏材料的阻抗匹配,导致吸波性能下降。