关键词： 损伤模式   民机复合材料   结构健康监测技术  

摘要： 复合材料结构的损伤模式复杂多样,其结构本身的强度以及破坏失效模式难以预测,并且复合材料的损伤具有隐蔽性,飞机结构设计时,机体结构的安全性和可靠性主要依赖增加设计裕度,如:增加铺层厚度、降低许用值、设置安全系数等,以及足够的积木式试验验证和运营中定期维护来保障。复合材料结构设计值拘泥于含目视勉强可见冲击损伤的剩余强度,目前的复合材料结构设计方法往往偏保守,这限制了复合材料轻量化优势的发挥。提高设计值以及提升结构安全性的一个有效途径是采用新型结构健康监测技术(SHM)替代目视检测,更精准可靠地检出威胁结构安全的冲击损伤。

关键词： 纳米二氧化硅   钢渣-粉煤灰   再生骨料   微观结构  

摘要： 在资源与环境问题突出背景下,文中探究纳米SiO_(2)(NS)掺量对钢渣-粉煤灰再生骨料混凝土力学性能影响。设0、1%、3%、5%、7%的NS掺量,测试7、14、28 d抗压及抗折强度,并用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察微观结构。结果显示各掺量混凝土强度随龄期增长,3%掺量时28 d性能最佳,抗压强度比基准组高22%,抗折强度高25%。适量NS借微填充与火山灰效应优化微观结构提升性能,过量因团聚致性能下降。

关键词： 金属有机框架   废弃生物质   稻谷壳   高级氧化   染料脱色   印染废水   废水处理  

摘要： 为改善金属有机框架(MOFs)材料的重复回收和连续操作性能,通过溶剂热原位生长法制备了FeCo-1,4-苯二甲酸/稻谷壳复合材料FeCo-BDC/RH。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪等分析了FeCo-BDC/RH的形貌及结构;评估了复合材料活化过一硫酸盐(PMS)对罗丹明B(RhB)的脱色效果,并通过猝灭实验和电子顺磁共振谱揭示了脱色过程的关键活性物种及其产生机制。结果表明:FeCo-BDC/RH能高效激活PMS,实现RhB的快速脱色;5 min内FeCo-BDC/RH+PMS体系对RhB的脱色率高达99%;该体系在不同pH值的溶液及天然水质条件下均表现出稳定的脱色性能,且对多种染料具有良好的普适性;在固定床反应器中以32 h^(-1)液时空速连续反应300 min,FeCo-BDC/RH复合材料对RhB的脱色率仍近100%,显示出良好的稳定性和高活性;1O 2是参与染料脱色的主要活性物种,SO_(4)^(-)·次之,复合材料中的双金属位点Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)和Co(Ⅲ)/Co(Ⅱ)是产生这些活性物种的关键活性位点。

关键词： 生物炭   TiO_(2)   水处理技术  

摘要： 从水处理领域发展前景出发,充分利用生物炭的吸附性能和TiO_(2)的光催化原理,通过复合的方式来结合二者的优点。介绍了TiO_(2)/生物炭复合材料的制备方法及表征特性,阐述了TiO_(2)/生物炭复合材料的改性机制,讨论TiO_(2)/生物炭复合材料的协同降解作用,分析了TiO_(2)/生物炭复合材料的优缺点,展望了其在水处理领域的发展前景。

关键词： 聚乳酸   聚乙醇酸   碳酸钙   复合材料   结构与性能  

摘要： 以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,采用表面引发自由基共聚法,合成碳酸钙杂化扩链剂(CaCO_(3)-g-ADR)。红外光谱、热重分析和透射电镜结果表明,ADR共聚物成功接枝在CaCO_(3)表面。基于熔融共混法,以CaCO_(3)-g-ADR对质量比为8∶2的聚乳酸/聚乙醇酸(PLA/PGA)共混物进行改性。利用拉伸冲击测试、差示扫描量热、旋转流变和维卡软化温度测试等方法,考察CaCO_(3)-g-ADR用量对复合材料力学性能、热性能、流变行为和耐热性的影响。结果表明:CaCO_(3)-g-ADR对PLA/PGA共混物具有较好的增容作用,随着CaCO_(3)-g-ADR用量的增大,复合材料的拉伸强度先增大后减小,冲击强度和断裂伸长率均高于PLA/PGA共混物,同时耐热性提升。当CaCO_(3)-g-ADR质量分数为4%时,复合材料的拉伸强度为65.8 MPa,冲击强度为5.9 kJ/m^(2),维卡软化温度(VST)达到71.8℃。CaCO_(3)-g-ADR和PGA促进了PLA冷结晶,使复合材料熔体表现出更高的复数黏度和更强的非牛顿行为。

关键词： 港口水下混凝土   纳米硅   氧化镁   抗压强度   孔隙结构   氯离子渗透  

摘要： 针对港口水下混凝土在恶劣环境下的耐久性问题,研究了纳米硅和氧化镁对水下混凝土的力学性能、微观结构及耐久性相关特性的影响。通过对不同掺量(0、1%、2%)纳米硅和(0、5%、10%)氧化镁的混凝土进行压缩强度测试、孔隙结构分析、扫描电子显微镜观察、碳化与氯离子渗透试验,系统评估了它们对混凝土性能的改进效果。研究结果表明:纳米硅和氧化镁的添加提高了混凝土的抗压强度,其中,掺2%纳米硅的混凝土在28 d龄期的抗压强度达到41.3 MPa,而无纳米硅的混凝土为36.7 MPa。掺5%氧化镁的混凝土在28 d龄期的抗压强度为37.5 MPa,相比无氧化镁的27.3 MPa显著提高。但当氧化镁掺量达到10%时,28 d龄期的抗压强度降至32.9 MPa。孔隙率分析显示,掺纳米硅的混凝土孔隙率显著降低,2%纳米硅的混凝土孔隙率为19.52%,明显低于无纳米硅的38.12%。碳化深度测试结果表明:2%纳米硅掺量的混凝土在90 d龄期的碳化深度为10.8 mm,相较于无纳米硅的13.7 mm有所降低。氯离子渗透试验显示,掺5%氧化镁的混凝土在28 d龄期的氯离子渗透深度为14 mm,相比于无氧化镁的23 mm有明显改善。这些结果表明:纳米硅和氧化镁能够有效改善水下混凝土的力学性能和耐久性。为港口水下混凝土的配合比优化提供了理论依据,具有重要的工程实际意义。

关键词： 实验教学设计   电沉积   水热法   电催化性能评价  

摘要： 设计了二氧化锡-镍铁双层氢氧化物复合材料的合成及其催化电解水性能评价的教学实验。通过电沉积法在泡沫镍电极表面沉积镍铁双层氢氧化物,随即再通过水热法负载二氧化锡纳米粒子,得到二氧化锡-镍铁双层氢氧化物复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射对复合材料进行表征,通过电化学手段对其电解水催化性能进行评价。该综合性实验有助于学生掌握电沉积法和水热法这两种材料合成的常用方法,也可以让学生熟悉和掌握常用分析仪器的操作以及数据分析方法,巩固学生的理论知识。

关键词： 泡沫铁酸铋   微波吸收   多带吸收  

摘要： 随着电子通信设备的快速发展,电磁污染问题愈加严重。微波吸收材料在减轻电磁污染方面发挥着积极作用。三维大孔泡沫结构的吸波材料由于其结构效应在高效吸波领域备受关注,尤其是航空航天等极端领域。采用固相法制备泡沫状的前驱体BiFeO_(3)(BFO),随后利用涂覆技术制备了BFO/C复合材料,并系统探讨了不同碳填量对复合材料的形貌、介电损耗和微波吸收性能的影响。实验结果表明,BFO/C复合材料呈现规则的球型泡沫状,且随着碳填量的增加,球型孔洞被逐渐填充满。泡沫BFO/C复合材料的微波吸收性能随着C填量的增加呈现先增高后降低的趋势,其中BFO/C6表现出最佳的微波吸收性能,在1.90 mm的匹配厚度下,其最小反射损耗可达-54.73 dB,有效吸收带宽为3.08 GHz,并具有多频带吸收特性。研究揭示了泡沫BFO/C复合材料在微波吸收方面的卓越性能,表明其在电磁污染防护领域具有广泛的应用潜力。

关键词： 海藻酸钠   二氧化钛   多孔材料   复合材料   油水分离  

摘要： 伴随着工业化的快速发展,环境污染问题日渐突出,含油污水因其来源广、处理量大、处理困难而备受关注。由于其来源广泛、组分复杂,给生态环境和人体健康造成了很大的威胁。针对这类含油废水,传统的处理方法存在材料不可回收、耗能高、易造成二次污染等缺点。针对上述问题,开发高效、便捷且绿色环保的油水分离材料成为了油水分离领域的一个重点研究方向。受自然界超浸润现象的启发,以海藻酸钠(SA)为基材,加入二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒为异质增强体,通过定向冷冻/冷冻干燥和离子交联的方法制备出了SA/TiO_(2)(ST)复合多孔材料。分析了ST复合多孔材料的物理特性、化学特性和微观形貌及其在油水分离中的应用效果。TiO_(2)纳米颗粒的添加,在ST多孔材料表面构筑出微纳米粗糙结构,可以形成固相-水相的复合拒油层;减小了油与ST复合多孔材料的接触面积。ST复合多孔材料对不同油类的油水分离效率达到99.6%以上,且在任何环境下都保持高效并可重复利用,在油水分离领域具有广阔的应用前景。

关键词： 超细碳酸钙   活化改性   分散性   功能母粒   复合材料  

摘要： 碳酸钙因其高自然容量、无毒、成本低且生物相容性好,广泛应用于聚合物基体填料。由于超细碳酸钙粒子表面能高、易团聚,限制了其工业应用。为了获得更好的填充效果,需对其进行表面改性以提高在复合材料中的分散性和相容性。此外,鉴于成型过程中碳酸钙粉体导致的粉尘污染、工艺不稳和加工效率低等问题,通常在聚合物中添加改性碳酸钙制成功能母粒,促使产品加工向清洁低污、功能集成和工艺精简方向发展。本文综述了超细碳酸钙表面改性的方法和机理,以及功能母粒的制备技术与应用,并对超细碳酸钙及其功能母粒的未来发展趋势进行了展望,旨在为超细碳酸钙的改性和综合利用提供有价值的参考。