关键词： 应变硬化水泥基复合材料   胶结复合材料   数字图像相关技术   准静态剪切   冲击剪切   材料性能  

摘要： 为探究应变硬化水泥基复合材料(SHCC)的复杂动态响应,采用特制的机械剪切测试装置与液压测试机,以及新设计的分离式霍普金森拉杆(SHTB)进行测试,以剪切跨度和切口深度为主要剪切参数。通过对两组剪切跨度(2、5 mm)、三组切口深度(3、5、7 mm)的试件进行剪切试验,研究了SHCC的准静态和冲击剪切行为,采用数字图像相关技术(DIC)监测试验过程中的变形和裂纹演化。研究结果表明,剪切跨度影响了SHCC的剪切行为。剪切跨度和切口深度可以控制剪切和拉伸破裂的传播,通过选择适当的剪切形状,可以实现主导试件的剪切破裂。较小的剪切跨度导致剪切力更高和主要剪切裂纹传播区域更窄,减弱了材料的性能。在准静态加载和冲击加载条件下,3 mm切口深度试件表现出较高的自我约束和更高的断裂力,试件为混合破坏模式(压缩-剪切)。而7 mm切口深度试件均表现出最有利的剪切破裂模式,具有垂直剪切裂缝,试件的剪切断裂以裂纹滑移为主。因此,7 mm切口深度试件在重力加载的SHTB测试可用于准确评估复杂矿物基材料的剪切特性。本研究可为水泥基复合材料性能优化的研究提供理论基础。

关键词： SiC/SiO_(2)复合涂层   碳纤维   树脂基复合材料   抗氧化性能   弯曲性能   耐烧蚀性能  

摘要： 采用溶胶-凝胶法和先驱体浸渍裂解法在碳纤维表面制备了一种SiC/SiO_(2)复合涂层,并使用热压罐工艺制备了碳纤维增强酚醛树脂基复合材料,测试了复合材料在600℃、800℃、1000℃下氧化后的弯曲强度,研究了涂层对碳纤维及其复合材料抗氧化性能的影响。结果表明:经过在1000℃空气下的氧化,复合涂层碳纤维/酚醛树脂复合材料弯曲强度为60 MPa,是相同条件下的原始碳纤维/酚醛树脂复合材料弯曲强度的3.3倍,SiC/SiO_(2)涂层对碳纤维有较好的抗氧化效果且会使复合材料具备一定的弯曲强度。在SiC/SiO_(2)涂层的协同保护下,复合涂层碳纤维/酚醛树脂复合材料在氧乙炔火焰下表现出更好的耐烧蚀性能。

关键词： 水热还原   氧空位   氧化铁   还原氧化石墨烯   高能量密度   非对称超级电容器  

摘要： 氧化铁(Fe_(2)O_(3))具有高的理论电容,氧空位工程策略可改善其导电率低的不足,将含氧空位的Fe_(2)O_(3)(OV-Fe_(2)O_(3))与高导电率的石墨烯复合,有望获得高能量密度.本研究在水热还原条件下采用络合-还原法构建三维还原氧化石墨烯/OV-Fe_(2)O_(3)(3D rGO/OV-Fe_(2)O_(3))复合材料.通过形貌观察,纳米级OV-Fe_(2)O_(3)呈不规则几何多面体在3D rGO表面或三维孔隙内均匀分布.X射线衍射谱、电子顺磁共振谱和X射线光电子能谱表明Fe_(2)O_(3)中氧空位的存在.电化学测试表明,3D rGO/OV-Fe_(2)O_(3)比电容高达928.3 F·g^(-1).组装的非对称超级电容器3D rGO/OV-Fe_(2)O_(3)|3D rGO的能量密度高达95.1Wh·kg^(-1),20000次循环后的电容保持率达94%.3D rGO/OV-Fe_(2)O_(3)|3D rGO理想的超电容性能归因于Fe_(2)O_(3)晶格结构中氧空位的产生改善了Fe_(2)O_(3)的导电率,同时3D rGO的构建也为OV-Fe_(2)O_(3)提供了三维导电通道.3D rGO/OV-Fe_(2)O_(3)作为超级电容器电极材料具有广阔前景.

关键词： 葡萄糖   纳米复合材料   酶生物燃料电池   自供能葡萄糖生物传感器  

摘要： 基于酶生物燃料电池(EBFC)构建的自供能传感装置具有结构简单、易于小型化、无需外部电源等优势,在临床诊断、环境监测、生物传感等领域具有潜在的应用前景。利用还原氧化石墨烯/金纳米粒子/多壁碳纳米管(rGO/AuNPs/MWCNTs)复合材料作为电极基底材料,通过在rGO/AuNPs/MWCNTs修饰电极表面分别固定葡萄糖氧化酶(GOx)和电沉积生长二氧化锰(MnO2),制得EBFC生物阳极和阴极,构建单室酶生物燃料电池自供能葡萄糖生物传感器(EBFC-SPGB)。当存在目标物葡萄糖时,生物阳极表面固定的GOx发生酶促反应,催化葡萄糖产生电子经外电路到达阴极,导致阴极表面MnO2发生还原反应,产生电化学响应信号。rGO/AuNPs/MWCNTs纳米复合材料具有优异的导电性、生物相容性和较大的比表面积,其协同效应可显著提高GOx负载量和有效促进电子在电极表面传递。构建的EBFC-SPGB最大功率输出信号与葡萄糖浓度在1~30mmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.3 mmol/L,成功用于人体血清样本中葡萄糖浓度的检测。

关键词： 石墨烯   NiCo_(2)S_(4)   NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料   超级电容器  

摘要： 以硝酸镍、硝酸钴、硫代乙酰胺、石墨烯为原料采用一步水热法制备了NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱测试(FT-IR)对NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料进行了表征。应用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)、交流阻抗测试(EIS)法研究了NiCo_(2)S_(4)/石墨烯复合材料的电化学性能。恒流充放电测试表明,NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料的比容量为649.8 F/g,显著高于单一的NiCo_(2)S_(4)电极材料。以NiCo_(2)S_(4)/rGO复合材料作为正极、活性炭电极作为负极制作的非对称性超级电容器,在电流密度为2 A/g的条件下进行1000次循环充放电的测试,仍保持初始比容量的87.5%,库仑效率保持在97.8%,展示出良好的循环性能和可逆性能。

关键词： 飞机复合材料   壁板装配变形   控制技术   应用进展  

摘要： 在飞机制造领域中复合材料壁板因其轻质、高强度和耐腐蚀等特性而被广泛应用。然复合材料壁板在装配过程中易变形,影响飞机制造质量和效率。为解决这一问题,装配仿真技术和在线调控技术得到了快速发展。装配仿真技术基于模拟装配过程,预测和分析装配变形、应力和损伤情况,为容差控制提供有力支持。在线调控技术则采用先进的工装系统和工艺方法,实现对装配变形的实时调控。本文主要讨论的是这些技术的发展现状和未来趋势,展望了跨学科合作、技术创新和绿色制造在复合材料壁板装配变形控制中的应用前景。

关键词： 爆炸复合   R60700/Gr.60   粘接强度   界面表征  

摘要： 锆合金具有良好的耐腐蚀性能,采用爆炸焊接法制备的锆/钢复合材料主要用于制造耐腐蚀容器。为验证锆/钢复合材料在制造耐腐蚀容器及容器使用过程中能够满足加工要求和严苛的工况。本研究对锆/钢复合材料进行不同制度的热处理,并对复合材料的力学性能和界面组织进行检测与分析,研究不同热处理制度对锆/钢复合材料的影响。结果表明:锆/钢复合材料通过不同热处理,在500℃保温6 h后,其粘接强度达到最大值245 MPa,在界面处并未发生剧烈反应,在锆/钢材料界面处发现约为2μm的过渡层,其主要元素为Ze、Fe,且元素呈现出梯度分布。锆钢复合材料热处理后其断裂形式为韧性断裂与解离断裂相结合的混合断裂。

关键词： 复合材料   周期边界条件   拓扑优化   平压   能量吸收  

摘要： 为了增强体心立方(BCC)结构平压吸能性能,采用周期边界条件和ESO拓扑优化方法,对BCC结构的周期性单胞进行了优化设计,发现拓扑优化BCC单胞的等效平压模量远优于传统BCC单胞等效平压模量。通过ABAQUS软件建立了由单胞组成的4×4拓扑优化芯子结构平压模型,对芯子进行了平压试验,将两者结果对照,证明了仿真模型的可行性。对比分析了传统结构和拓扑优化结构在平压载荷下的吸能指标,发现优化后的模型峰值力提升了79.2%,有效吸能量提升了48.5%,单位体积比吸能、单位质量比吸能提升了47.8%。基于BCC单胞的拓扑优化,使BCC单胞的等效平压模量得到较大提升的同时,也使BCC芯子结构在平压载荷下的吸能指标有更好表现。

关键词： 压电-光催化   氨氮废水   C_(3)N_(4)   ZnO  

摘要： 以两步水热法制备了Bi_(2)MoO_(6)/C_(3)N_(4)/ZnO复合材料,在光压条件下,以氨氮为目标降解物评价了复合材料的压电-光催化性能。同时采用FTIR、SEM、UV-vis等方法进行形貌分析和光化学性能测试。结果表明:Bi_(2)MoO_(6)/C_(3)N_(4)/ZnO复合材料的降解率相较于C_(3)N_(4)/ZnO和ZnO有所提升,且三元复合材料的降解速率常数是C_(3)N_(4)/ZnO的3.2倍,是ZnO的9.7倍。此外,重复利用实验和普适性实验结果表明:Bi_(2)MoO_(6)/C_(3)N_(4)/ZnO复合材料具有良好的光催化性能和稳定性。

关键词： 新能源材料   研发   电子信息技术  

摘要： 文章基于实验数据与工程案例,系统解析电子信息技术在新能源材料研发中的多维应用路径。研究表明,计算模拟技术可精准预测材料微观结构,人工智能算法能有效优化合成工艺,智能传感网络可实现原位性能监测,三者协同构建形成“理论—实验—反馈”的闭环创新体系。