关键词： C/C复合材料   制备方法   导热系数  

摘要： 介绍了3种制备高导热C/C复合材料的方法,包括化学气相渗透法、液相浸渍-高温炭化法和液相-气相结合法。概述了各方法的原理、制备过程及影响因素,分析了影响C/C复合材料导热系数的因素。其中填料的种类和含量、温度、取向度、石墨化程度、纤维的排列和含量、预制体的编织方式、密度、浸渍剂种类等对导热系数有显著影响。希望本文为高导热C/C复合材料的制备提供参考。

关键词： 电磁屏蔽   复合材料   MXene   芳纶纳米纤维  

摘要： 以新型高导电性二维纳米材料Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene作为导电填料,以芳纶纳米纤维(ANF)作为气凝胶的增强材料,用冷冻干燥法先构筑多孔的三维导电MXene/ANF气凝胶作为骨架,再回填硅橡胶(PDMS)制备MXene/ANF/PDMS复合材料。研究了不同MXene/ANF填料配比对材料的形态、导电性、电磁屏蔽(EMI)性能、力学性能的影响。结果表明:通过回填法制备的复合材料界面相容性良好,且PDMS的回填没有造成气凝胶的塌陷破碎。MXene/ANF/PDMS复合材料在2.89%(质量分数)的低填料量下且厚度为1.8 mm时就能获得高电导率(9.03 S·cm^(-1)),电磁屏蔽效能可达到40.4 dB,屏蔽效率高达99.991%,并具有优秀的压缩力学性能。

关键词： AgSnO_(2)电接触材料   Ni添加剂   NiO添加剂   电接触性能  

摘要： 采用粉末冶金法制备了AgSnO_(2)复合材料,系统研究了金属Ni和NiO添加剂对材料物理性能和电接触性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)对开断5000次后的电极表面进行表征。结果表明:添加0.5%的NiO使Ag/SnO_(2)复合材料的导电率从52.56%IACS增加到57.30%IACS,而添加相同质量分数的金属Ni则造成导电率下降。NiO较Ni添加剂更有利于改善AgSnO_(2)材料的电接触性能,在一定程度上能降低燃弧能量和接触电阻,质量损失也明显减少。本实验条件下制备的AgSnO_(2)复合材料,添加0.5%的金属Ni尽管能显著降低材料的质量损失,但会引起燃弧能量和接触电阻明显增加。与金属Ni相比,NiO添加剂能抑制AgSnO_(2)电极表面气孔和裂纹的萌生与扩展。

关键词： 多壁碳纳米管   硫负载改性   天然橡胶   复合材料   耐磨性能   压缩生热  

摘要： 使用硫对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行负载改性,制得硫负载改性MWCNTs(简称MWCNTs-S),采用乳液共混法制备MWCNTs-S/天然橡胶(NR)复合材料。结果表明:MWCNTs-S有明显的硫的特征衍射峰,其晶体无序度和表面缺陷程度增大,硫纳米粒子在MWCNTs表面分散均匀,未形成大的团聚;与MWCNTs/NR复合材料相比,MWCNTs-S/NR复合材料的加工安全性有所改善,拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能提升,压缩生热降低,MWCNTs-S对复合材料的补强效果显著。本工作为MWCNTs改性及其对橡胶复合材料的补强提供了一种新的思路和方法。

关键词： 芳纶纤维复合材料   铣磨复合加工   微量润滑   表面形貌   切削力  

摘要： 针对芳纶复合材料(Aramidfiberreinforcedpolymer,AFRP)铣磨复合加工过程中切削力较大、切削温度较高,成形表面质量较低等问题,试验对比了不同切削环境即干切削、风冷和微量润滑(Minimumquantity lubrication,MQL)条件下,切削速度对AFRP的表面和侧面形貌的影响情况,分析了切削过程中切削力、切削温度、刀具磨损的变化规律及其相互影响关系。研究结果表明,采用MQL进行辅助加工,在切削速度为157.08m/min时,AFRP表面具有较少的纤维毛刺和较高的表面质量;相较于干切削环境,MQL条件下切削力平均降低了27.6%,切削温度平均降低了26%,刀具磨损也相应降低;相较于风冷环境,MQL条件下切削力与切削温度也有所降低,刀具磨损类型由刻划磨损转变为纤维黏附。采用较高的切削速度辅以MQL加工工艺,可以有效降低切削力与切削温度,更有利于表面质量提升,这对AFRP加工过程中缺陷去除及表面质量的提升具有指导意义。

关键词： 衬套式干涉连接   非均匀塑性变形   CFRP   渐进损伤模型   干涉量  

摘要： 强度增益的衬套式干涉连接技术已成为碳纤维增强复合材料结构的先进连接技术之一,然而在复杂轴、径向安装载荷下,衬套容易发生非均匀塑性变形,从而导致不均匀的损伤分布,降低连接质量。对CFRP沉头衬套螺栓干涉安装进行了试验研究,提出基于应变3D-Hashin准则和连续刚度退化理论的渐进损伤模型,用于模拟CFRP干涉安装层内损伤行为,并采用内聚力模型揭示CFRP分层损伤起始与扩展。结果表明:有限元模型与试验结果拟合度较好,沉头衬套材料在安装过程中向出口处流动堆积,孔壁径向位移沿安装方向逐渐增大;孔壁出口处损伤最为严重,基体压缩损伤面积最大,其与孔壁径向位移分布趋势相似;衬套螺栓的设计干涉量为3%时,能在降低制孔精度的要求下有效控制干涉安装损伤。

关键词： 强迫定位装夹   装配内应力   装配损伤   形性耦合分析   协同调控  

摘要： 航空用复合材料大尺寸薄壁构件自身成形精度较低、面内翘曲变形大,装配误差累积易在配合连接部位出现不期望的几何间隙与外形超差,在工程中通常采取施加局部装夹力的强迫方式予以被动消减,但此种方法会引发不均衡的装配内应力分布甚至内部损伤等质量问题,直接影响装配结构的飞行服役性能。首先阐述强迫定位装夹原理,解析强迫定位装夹对复合材料弱刚性薄壁件装配几何精度与内应力/损伤等物理性能的影响规律;然后,从分析装配前的强迫装夹工艺参数优化、装配中的工装柔性定位力-位调整两方面出发,解析强迫装配力限值设定、几何间隙消减、应力/损伤演化预测、装夹工艺参数优化反求、应力/损伤精准测量等关键技术及其具体实现步骤方法,以实现强迫定位装夹过程中装配变形、内应力和损伤状态等形性指标的耦合分析、主动控制与协同保障;最后,从实际工程应用的角度出发,提出面向复合材料构件高质高效与低成本装配目标的下一步工作重点。

关键词： 超级电容器   电极材料   ZnCo_(2)O_(4)   MnO_(2)   制备方法   复合材料  

摘要： 通过二次水热法制备的ZnCo_(2)O_(4)@MnO_(2)纳米复合材料,具备优良的电化学性能。其电化学性能是由于这种核壳结构可以提升电极材料的比表面积,增加其与电解液的接触面积,加快其电化学反应速率,补充了单体电极材料的空位,同步提升电极材料的比电容与电导率。

关键词： 燕尾榫   树脂基编织复合材料   接触应力   尺度分离   耐磨涂层  

摘要： 开展了树脂基编织复合材料榫连接结构设计方法研究。以名义许用应力为设计基准,结合涂层接触应力,对燕尾榫进行参数提取与参数化建模,给出了燕尾榫接触面榫连接结构的设计流程和设计准则。研究得到了结构参数的详细计算方法。结合燕尾榫几何尺寸和纱线密度,根据厚度确定了榫头部分的织造参数变化和增减纱工艺,建立了树脂基编织复合材料变厚度标准有限元细观模型。结合等厚度与变厚度刚度预测方法,进行尺度分离和榫连接结构应力分析。结果表明:根据此设计方法,燕尾榫榫连接结构未产生严重应力集中,接触应力与等效应力都在材料强度范围以内。

关键词： 纤维网格   超高韧性水泥基材   抗拉强度   有限元数值模拟   承载力模型  

摘要： 纤维网格增强超高韧性水泥基复合材料(TR-UHDCC)是一种高强度、高延性、抗裂能力与耐久性能好的复合材料。与传统砌体结构加固用材相比,TR-UHDCC的性能更优。基于已有的试验研究结果,通过引入可考虑纤维网格损伤行为的Hashin损伤准则,建立了TR-UHDCC的三维有限元模型。该模型能够准确模拟TR-UHDCC的应力-应变曲线及其相应的特征点(开裂应力和开裂应变、峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变)。在此基础上,研究了纤维网格配网率和UHDCC抗拉强度对TRUHDCC特征点的影响规律。最后,建立了基于截面力平衡关系的TR-UHDCC的抗拉承载力理论计算模型,该模型计算值与试验和参数化分析结果吻合较好,平均误差仅为3.63%。