关键词： 铝钨复合材料   制备工艺   研究进展   力学性能  

摘要： 铝钨复合材料作为高性能轻质结构材料具有良好的综合力学及优异的伽马射线屏蔽性能,在核工业、航天领域等领域受到了广泛的关注和应用,介绍了高性能铝钨复合材料的制备途径、界面反应、力学性能影响因素、屏蔽性能以及铝钨复合材料在航空航天、电子通讯、核领域等的应用,分析了铝钨复合材料存在的不足,为制备高性能铝钨制品提供了参考。

关键词： 激光熔化沉积   超声能场   TiC/Ti6Al4V复合材料   显微组织   性能  

摘要： 采用同步超声能场辅助激光熔化沉积技术制备了TiC/Ti6Al4V复合材料,研究同步超声能场处理对TiC体积分数分别为5%和20%复合材料的显微组织及性能的影响。结果表明:沉积态复合材料中含有不均匀分布的未溶TiC颗粒以及原位TiC,其中5%TiC/Ti6Al4V(体积分数,下同)复合材料中含有较大尺寸的链条状共晶TiC,20%TiC/Ti6Al4V复合材料中含有较大尺寸的枝晶状初生TiC。施加同步超声能场处理后,复合材料中的未溶TiC颗粒分布均匀性得到改善;原位TiC增强相得到细化,链条状共晶TiC转变为颗粒状共晶TiC,枝晶状初生TiC尺寸减小。同步超声能场处理使5%TiC/Ti6Al4V和20%TiC/Ti6Al4V的显微硬度分别从406.5HV0.2和498.4HV0.2提高到414.2HV0.2和539.1HV0.2,磨损率分别从1.82×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)和1.04×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降低到1.78×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)和9.48×10^(-7)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),5%TiC/Ti6Al4V的抗拉强度从1075.23 MPa提高到1116.31 MPa,屈服强度从1021.51 MPa提高到1043.12 MPa,断裂应变从1.27%提高到1.45%,实现强度与塑性的同时提升。

关键词： 连续强制组装   分级辊压装置   连续化生产   填料网络   设备设计  

摘要： 基于连续辊压-空间限制域强制组装法(continuous roll-spatial-spatial confining forced network assembly,CRSCFNA)开发了一种聚合物复合材料连续强制组装加工设备。该设备的核心是分级辊压装置,它能够逐步将复合材料的厚度压缩至与限域板相匹配的尺寸。结果表明,利用强制组装力,即径向压力与垂直于径向的剪切力可以促进填料在聚合物基体中的高密度排列和定向组装,构建出一个密实的导热/导电强制组装网络。这一创新工艺显著提升了聚合物复合材料的热传导和电传导性能,满足了现代工业对高性能材料的迫切需求。

关键词： 废旧材料   回收利用   废旧材料增值   固废利用  

摘要： 废旧材料的合理化处置关系到社会经济的和谐发展。我国作为世界风电大国,经过了几十年的快速发展,大量的风电设备陆续退役,由此产生了数量庞大的退役风电叶片复合材料。简单粗暴的焚烧掩埋方式已不适应当前社会经济的发展。本文概述了近期国内外废旧风电叶片复合材料增值化再利用后,获得利于经济社会绿色化发展的多种新材料,简单阐述了制约回收利用的新材料发展的因素。本文研究为这类回收增值新材料的健康发展提供一定的参考。

关键词： 复合材料   碳纤维增强聚醚醚酮   成型压力   层间断裂韧性   纤维桥接  

摘要： 为提高复合材料成型工艺的效率和材料性能,课题组研究了成型压力对碳纤维增强聚醚醚酮(Carbon Fiber/Polyether-Ether-Ketone,CF/PEEK)复合材料性能的影响,并设计了监测不同成型压力下性能变化的实验方法。该方法结合了修正梁理论和J积分理论,计算得到载荷-拉伸总位移曲线、R曲线及纤维桥接牵引力,同时利用扫描电子显微镜和光学显微镜对层间断裂韧性和纤维桥接牵引力进行深入研究。实验结果表明:成型压力对复合材料的性能有显著影响,适当的成型压力有助于树脂均匀渗透并增强纤维与基体的结合,从而提高复合材料的致密性、抗断裂性和韧性;过高的成型压力可能导致树脂流失、界面结合力下降及纤维桥接牵引力减弱;而过低的成型压力则可能导致树脂渗透不完全,产生空隙或气泡,进而影响材料的力学性能。因此,将成型压力控制在适当范围内是提升复合材料性能的关键手段之一。

关键词： 碳纤维复合材料   运动器材   休闲设施   体育领域  

摘要： 碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比模量高、耐疲劳和耐腐蚀性能好、可设计性强等优点,目前广泛应用于体育运动器材和休闲设施中,可有效的提升体育器械的力学性能,增加设施的使用寿命。本文从碳纤维复合材料在体育领域的需求出发,介绍了其在运动器材和休闲设施方面的应用,最后对该材料在未来体育领域发展前景进行了展望。

关键词： 丁腈橡胶   硫化温度   耐油性   耐高温性   力学性能  

摘要： 研究了硫化温度(125、135、150℃)与硫化时间(3、2、1 h)对丁腈橡胶复合材料力学性能、耐磨性、耐高温性能、耐油性能、平面剪切撕裂性能及耐屈挠性能的影响。结果表明,125℃×3 h硫化工艺下胶料的断裂伸长率和拉伸强度最大,并且具有最优的耐磨性、耐高温性能、平面剪切撕裂性能和耐屈挠性。在高温和泡油双重破坏条件下,135℃×2 h胶料具备最优的耐油性。与150℃×1 h相比,125℃×3 h的拉伸强度、断裂伸长率、阿克隆磨耗、平面剪切撕裂强度分别提高了8.38%、19.67%、12.64%和38.84%,屈挠龟裂次数减少48474次。125℃×3 h胶料在82℃、100℃老化7 d后的撕裂强度最大,在121℃老化1~7 d后的硬度、拉伸强度、断裂伸长率的保持率均最高,综合耐高温性能最优。本研究为制备高性能耐油耐高温丁腈橡胶复合材料提供了理论依据和实践指导。

关键词： SBF_(x)-AlSi12复合材料   粉末冶金   动态力学   SHPB   J-C本构模型  

摘要： 针对高端行业中纤维增强铝基复合材料结构在服役过程中的安全需求,采用粉末冶金法制备不同短切玄武岩纤维(short basalt fiber,SBF)含量的AlSi12铝合金基复合材料(SBF_(x)-AlSi12,x=0、0.1、0.3、0.5wt.%),探讨了SBF添加量对其微观组织形貌、密度、显微硬度和准静态压缩性能的影响,确定了最佳成分为SBF_(0.3)-AlSi12复合材料。为研究SBF_(0.3)-AlSi12复合材料在不同应变率和不同温度下的塑性流动应力特征及其本构模型,使用分离式霍普金森压杆(SHPB)对其开展了动态压缩试验。基于动静态压缩试验结果,对SBF_(0.3)-AlSi12复合材料的修正Johnson-Cook本构模型参数进行了拟合。结果表明:玄武岩纤维较为均匀地分布在铝合金基体中,使得制备出的复合材料密实度较高。与未增强的AlSi12铝合金相比,SBF的添加对于基体材料的性能改善作用较为明显。SBF_(0.3)-AlSi12复合材料的应变率强化效应敏感性较弱,但其表现出较为显著的温度软化效应,经过修正后的温度软化项能更好地反映屈服强度随温度变化的趋势。

关键词： 梯度功能   复合材料   研究进展  

摘要： 随着材料技术的不断进步,近些年各类具有特定功能的高性能材料及超材料呈现出井喷式的研究态势,这一趋势在航空航天领域尤为显著。随着装备对性能要求的不断提升,单一材料逐渐难以满足界面力学性能和功能一体化要求,梯度功能复合材料成为解决该难题的重要突破口。本文从功能梯度复合材料的应用背景出发,结合国外各类材料研究进展和应用现状,探讨该材料的研究意义。针对国内工程领域应用存在的问题,指出功能梯度复合材料在应用过程中面临的挑战。与国际先进水平相比,我国功能梯度复合材料发展主要面临着3大挑战:一是制备工艺相对落后,无法实现大尺寸工程化应用;二是性能评价方法空缺,耦合功能评价体系亟需建立;三是材料性能设计与模拟方法自主知识产权较少,且尚未建立全面数据库作为设计依据,材料设计仍依靠设计者的经验。最后对梯度功能复合材料的未来应用和发展方向提出建议。

关键词： 功能化石墨烯   碳纤维复合材料   界面改性   界面性能   石墨烯改性  

摘要： 界面相是复合材料中基体相和增强相之间传递应力的重要桥梁,石墨烯作为一种具有优异力学性能的二维材料,可有效提高碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的界面性能。但石墨烯的比表面积大、易团聚,通过功能化改性提高其分散性、相容性和物理化学活性是实现理想界面改性效果的重要前提。本文对石墨烯的功能化改性及其在CFRP界面增强增韧改性中的应用研究进行了综述,首先详细介绍了石墨烯化学和物理功能化改性方法及研究成果,这些方法有效改善了石墨烯的分散性,然后综述了功能化石墨烯改性CFRP界面性能的最新研究现状,主要包含沉积法、浸渍法以及化学接枝法等研究成果,这些方法可以有效改善CFRP的界面性能并提高其使用寿命,最后指出了石墨烯改性CFRP界面性能研究的不足,并对未来的发展方向进行了展望。