关键词： Ti/Al叠层复合材料   Ti体积分数   分离式霍普金森压杆实验   能量吸收  

摘要： 采用真空热轧的方法制备了Ti/Al叠层复合材料,通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验研究了复合材料在动态载荷下的力学性能;基于试样条件建立了有限元模型,并对此进行了有限元SHPB仿真实验,验证了有限元模型的有效性。利用这一模型进一步探究了Ti体积分数对试样应力–应变行为的影响,揭示了试样在实验过程中吸收能量变化的内在机制;通过构建多项式拟合模型并利用polyfit和polyval函数确定了Ti/Al叠层复合材料最佳的Ti体积分数。研究表明,Ti体积分数为27%时,Ti/Al叠层复合材料展现出较好的能量吸收能力和良好的韧性,抗压强度为1113.63 MPa,失效应变为0.110,Ti层吸收能量约占总吸收能量的49.64%。

关键词： 二氧化钛粒子   计算机辅助技术   聚碳酸酯   光色参数  

摘要： 基于计算机辅助技术研究了TiO_(2)粒子粒径对聚碳酸酯(PC)光色特性的调控,分析了其对PC/TiO_(2)复合材料散射系数、光通量、色温、显色指数、光均匀性等影响的变化规律。结果表明:随着TiO_(2)粒子粒径的增大,散射系数降低,光通量升高,主要是因为大粒径粒子对于光子传播以正向散射为主;光谱分布曲线、色温、显色指数等随着TiO_(2)粒子粒径的增大表现出较优的稳定性,在不同粒径下,色温均值为4607 K,光谱分布曲线则表现出在可见光范围内的连续性分布;将光通量与光均匀性乘积作为调控最优值评价指标,获得了最优的TiO_(2)粒子粒径为10μm,此时光通量为132.9 lm,色温为4569 K,显色指数为90.6。

关键词： Ti_(3)AlC_(2)   固溶体   复合材料   摩擦学  

摘要： Ti_(3)AlC_(2)作为MAX相中最轻的层状三元碳化物,其优异的自润滑性和耐磨性远高于传统合金和陶瓷,被广泛应用于关键摩擦部件。为了建立Ti_(3)AlC_(2)固溶体及其复合材料的结构、化学成分、工作条件和摩擦学行为之间的关系,本文综述了该类材料摩擦学性能的最新研究进展,并归纳总结了该类材料的摩擦机理。

关键词： 聚醚醚酮复合材料   循环载荷   平均应力松弛   棘轮行为   率相关  

摘要： 以碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料为代表的热塑性复合材料近年来被广泛应用于航空航天的热端结构上,相关构件在服役过程中通常会受到循环载荷,为保证构件的使用安全,有必要对材料的循环变形行为进行研究。通过对0°、45°、90°不同纤维方向的碳纤维增强PEEK复合材料T700/PEEK进行单调拉伸、应力控制循环和应变控制循环实验,系统地研究了该复合材料的平均应力松弛和棘轮行为等循环变形特性。研究表明:3种不同纤维角度试样的单调拉伸应力-应变响应有较大区别,0°方向的弹性模量约为90°方向的11倍。在非对称应变加载条件下,复合材料出现平均应力松弛现象,在前20圈平均应力下降速度很快,至100圈后开始趋于稳定;纤维方向和给定的应变幅值以及平均应变的大小是影响平均应力松弛现象的重要因素。在非对称应力加载条件下,复合材料表现出棘轮行为,且该行为是各向异性的。对于拉伸-卸载时的峰值应力,非对称拉压时的应力幅值、平均应力以及应力比都对复合材料的棘轮行为有较大影响。该复合材料的棘轮行为还表现出明显的率相关性。

关键词： Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)   土霉素   光催化   异质结   光芬顿  

摘要： 废水中抗生素的处理方法,是环境污染治理中关注的问题。石墨型氮化碳(g-C_(3)N_(4))能带宽、光生电子-空穴分离效率低,在光催化领域的应用受到限制,加入Co(OH)_(2)改性g-C_(3)N_(4)能够提升其光催化的效率。采用原位沉淀法合成Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料,探究其光芬顿降解土霉素(OTC)的性能。对催化剂进行X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及荧光光谱(PL)等表征。结果表明,m[5%-Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)]=10 mg、m[5%-Co(OH)_(2)/g-C_(3)N_(4)]∶V(OTC)=1∶2 mg/mL、V(H_(2)O_(2))=3 mL、pH=5时,光催化降解OTC的降解率为87%。空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是OTC光催化降解过程中的主要影响因素,Co(OH)_(2)和g-C_(3)N_(4)之间形成异质结,提高了光生电子-空穴对的分离和传输效率。该催化剂的合成及应用为光催化降解抗生素提供一种新策略。

关键词： 3D打印   水产生物材料   Pickering乳液   应用研究   流变特性  

摘要： 食品3D打印技术可为航天食品、婴幼儿辅食及吞咽困难辅助食品等提供定制化营养策略。然而,Pickering乳液在食品3D打印材料中的应用尚处于理论层面,其独特的流变及质构特性对3D打印精度的影响尚未明确。本文以水产生物材料稳定的Pickering乳液(Pickering emulsion stabilized with aquatic biomaterials,PEAs)在食品3D打印中的应用为切入点,聚焦Pickering乳液稳定粒子、Pickering乳液特性对3D打印的影响以及PEAs在3D打印食品中的应用三方面,对上述最新研究进展进行系统综述。重点阐明Pickering乳液流变特性、自支撑性及油相比对3D打印精度的影响,以期为个性化定制食品提供理论研究基础。研究证实,由水生生物蛋白质、多糖及纤维素稳定的Pickering乳液有较高的稳定性及优异的黏弹模量,有助于提升3D打印结构的稳定性,具有良好的开发前景。

关键词： 特殊润湿性   光热效应   水净化   超浸润光热复合材料   表界面材料  

摘要： 当前全球水资源污染,淡水短缺问题日益严重,针对海水、苦咸水、工业废水及生活污水等非常规水资源净化再利用的研究显得尤为迫切,而利用特殊润湿性与光热效应协同作用为非常规水资源净化提供一种行之有效、绿色低碳的解决策略。本文首先概括常规水净化材料研究现状,明确当前技术的优劣与挑战,随后系统论述单一特殊润湿性材料与光热转换材料在水净化领域的作用机制及研究进展,深入解析特殊润湿性及光热效应在水净化应用层面的协同增效机制及工作原理,剖析二者的协同作用在太阳能利用、水净化效益、可持续性能以及应用场景等方面的优势,总结分析超浸润光热复合材料在水净化领域的应用现状。最后,对超浸润光热复合材料在水净化领域中现有的局限性和未来的前景进行阐述与展望。

关键词： 纳米二氧化硅   磷酸镁水泥   强度   抗盐冻性  

摘要： 采用纳米二氧化硅(NS)对磷酸镁水泥(MPC)进行改性,通过抗压、抗折强度试验以及凝结时间试验,提出一组性能优异的配合比,并分析改性MPC试件的微观结构、物相组成。为进一步探究NS对MPC抗盐冻性能的影响,测试了冻融后改性MPC的抗压、抗折强度和质量损失。结果表明:NS可以有效提高MPC抗压和抗折强度,掺入2%NS效果最好,早期强度提高尤为明显;NS可以增强MPC的抗盐冻性能,减少质量损失和强度的下降。由微观分析可以看出,NS介入了MPC的水化过程,填补了MPC样品内部的空隙,从而增强了样品的密实度。

关键词： 风力机叶片   复合材料   叶脉   仿生学   铺层设计  

摘要： 鉴于风力机叶片内部结构与植物叶片存在一定的相似性,基于仿生学方法将植物叶片中轴形态应用于5 MW风力机叶片,提出一种新型仿生叶脉结构分布,并提出完整的复合材料叶片铺层方案。通过流固耦合方法对新型仿生叶脉叶片进行模态分析与静力学分析。结果表明,仿生叶片前6阶固有频率相较于传统铺层叶片均有所提高且不易发生共振,其抗扭转特性也有所提高;在50 m/s的极端风载荷作用下,仿生叶片叶尖位移量明显小于传统叶片,应变分布与切应力分布较传统叶片分布更加均匀,但切应力最大值有所增加。

关键词： 碳纳米管(CNT)   纤维增强聚合物(FRP)   复合材料   层间性能   吸波性能  

摘要： 概述了碳纳米管(CNT)增强纤维增强聚合物(FRP)复合材料的制备方法,包括基体/溶液共混、纤维表面生长/接枝及CNT宏观聚集体插层。探讨了CNT增强FRP复合材料的层间力学性能提升效果及电磁波吸收特性,总结了CNT的增强机制,指出了当前面临的主要挑战,包括CNT的分散均匀性、界面结合强度以及成本控制问题。研究旨在为优化CNT增强FRP复合材料的制备工艺提供参考。