关键词： 激光诱导石墨烯   CuO纳米颗粒   复合阴极   场发射  

摘要： 三维(3D)石墨烯材料具有优异的电子发射性能与机械稳定性,在高电流密度场发射器件领域展现出显著优势.本文通过飞秒激光一步法原位制备氧化铜修饰三维石墨烯复合材料(LIG/CuO),实现了软木碳化与铜氧化的同步调控.利用铜盐浸润与抗坏血酸还原构建浅层富铜前驱体,经激光辐照同步诱导纤维素碳化为少层石墨烯和Cu向CuO转变,形成CuO纳米颗粒(30—80 nm)包覆的微晶石墨烯三维纤维网络.该结构展现出卓越场发射性能,制备的纯LIG阈值电场值约为2.12 V/μm,场增强因子约8223;优化的CuO负载量后,LIG/CuO-5阈值电场值减至1.57 V/μm,场增强因子达~8823,并在2.89 V/μm下实现了22.71 mA/cm^(2)超高电流密度的电子发射.密度泛函理论(DFT)计算揭示异质结界面电子从CuO向石墨烯转移,使石墨烯功函数从4.833 eV降至LIG/CuO异质结的4.677 eV,同时CuO表面能带弯曲降低了隧穿势垒.此外,CuO纳米颗粒的局域电场增强效应与优化分布密度协同使有效发射点密度提升.

关键词： 激光超声   多层复合材料   界面   分层   脱粘  

摘要： 多层复合材料因其轻质、高强度、隔热性等优势，在航空航天、风电设备、工程设施等领域得到了广泛应用。然而，其结合界面的质量问题如分层、脱粘、弱粘接等直接影响其力学性能和使用寿命。激光超声检测技术凭借非接触、宽频带激励、高空间分辨率等特点，成为界面分层、脱粘等缺陷检测的重要手段。本文系统回顾了激光超声检测多层结构界面分层与脱粘的研究进展，对比分析了时域、频域及时频域联合检测方法的技术特性，探讨了复杂结构与多元复合材料中缺陷检测的适用边界，着重阐述了深埋、微小、相邻及重叠四类分层、脱粘缺陷的识别机制及界面结合质量评估体系，并针对当下面临的检测不足提出了非线性激光超声混叠检测、多角度阵列激光激发系统、方向自适应波场调控技术、多维信息与机器学习融合判断等一系列未来研究方向，为激光超声检测技术在复杂界面分层、脱粘缺陷检测中的应用提供了理论支撑和实践指导。

关键词： 光纤   石英纤维   预制体   复合材料  

摘要： 为探究光纤传感器嵌入复合材料预制体结构的新方法,实现光纤传感器的高效率、低损伤嵌入,将光纤传感器与编织性能优异的石英纤维进行适纺性能对比,并通过光纤传感器和石英纤维的刚度匹配性研究,指导并优化光纤的嵌入路径和光纤传感器/石英纤维混编预制体的成型方式,以降低光纤传感器在预制体成型过程中的损伤。利用上述研究结果优化的织造参数制备混编预制体,验证光纤传感器内嵌式复合材料的光纤存活性。光纤信号测试分析表明,光纤信号强度均满足要求,光纤存活性良好。结果表明,光纤传感器和石英纤维可以通过调整编织参数和预制体结构,充分保留光纤性能。

关键词： 碳纤维增强水泥基复合材料   纤维增强胶接层板   抗裂性能  

摘要： 碳纤维增强水泥基复合材料自问世以来,凭借其优异的性能优势被广泛应用,尤其是近年来随着技术的不断完善与优化,其在各类工程项目中取得了较为理想的应用效果,且其应用价值愈发凸显。基于此,文章结合碳纤维增强水泥基复合材料的国内外应用现状,分别阐述了碳纤维增强水泥基复合材料的类型、性能特点,然后说明了其在建筑工程中的应用优势,最后探究了其在建筑工程中的具体应用,旨在发挥该材料的性能优势,提高建筑结构的整体稳定性和功能性,满足现代工程建设的需求,进而为相关工程项目提供有效参考。

关键词： 秸秆纤维素   凹凸棒石   亚甲基蓝   吸附性能  

摘要： 以玉米秸秆制备的纳米纤维素(NC)为原料,以环氧氯丙烷为交联剂,通过溶液共混法和凹凸棒石(ATP)制备秸秆纤维素/凹凸棒石复合材料,调节NC和ATP的质量比(1:10~10:10)制成了一系列NC-ATP复合吸附材料。用一定浓度的亚甲基蓝(MB)溶液模拟工业废水,考察NC和ATP的质量比对材料吸附性能的影响,实验发现当NC和ATP的质量比为3:10时吸附性能最好。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对复合材料进行结构分析;最后研究了MB溶液浓度、吸附时长、吸附剂投入量,以及溶液温度和pH对材料吸附性能的影响,结果表明:在室温和保持原液pH值不变的条件下,当MB溶液浓度是100 mg/L时,投入50 mg吸附剂,吸附反应0.5 h,NC-ATP对MB溶液的脱色率可达99%以上。

关键词： 碳纤维   复合材料   大厚度   拉伸强度  

摘要： 针对现有GB 50728标准无法适用于大厚度(≥3 mm)单向CFRP拉伸强度测试的问题,研究了加强片长度与材质、试样宽度以及胶黏剂对3 mm厚度的0°单向CFRP拉伸强度测试的影响。结果表明,选择6061铝合金材质加强片,将加强片的长度设计为8 cm,试样宽度设计为12.5 mm,选择与基材相容性高的胶黏剂,对3 mm厚度单向CFRP进行拉伸强度测试,试样破坏形式为有效正常破坏。该测试方法提高了试样测试结果的准确性与真实性,为相关材料的拉伸性能测试提供了理论依据。

关键词： 纳米二氧化钛   静电纺丝   覆膜棉织物   染料降解   PA56  

摘要： 为解决TiO_(2)粉体光催化剂难以回收再利用的问题,试验采用无针静电纺丝技术,将含TiO_(2)的聚酰胺(PA56)纳米纤维粘覆于棉织物基材上,制备了一种新型织物基光催化材料。系统研究了复配分散剂(十二烷基硫酸钠与聚乙二醇)对TiO_(2)纳米粉体分散性的影响,TiO_(2)添加量对PA56/TiO_(2)纳米纤维膜表面形貌的影响,以及覆膜织物对亚甲基蓝(MB)染料的光催化降解性能。结果表明:当复配分散剂中十二烷基硫酸钠和聚乙二醇的质量比为2∶1,TiO_(2)质量分数为2%时,TiO_(2)粉体在PA56纤维膜中分散均匀,无团聚现象,纳米粒子主要分布于纤维内部。紫外光照射120 min后,PA56/TiO_(2)(PA5615%,TiO_(2)2%)纳米纤维覆膜棉织物对MB染料的首次降解率高达96.9%。经过5次重复使用后,织物仍保持稳定的光催化活性,MB降解率达82.0%。

关键词： 柔性传感器   明胶复合材料   电阻式   高灵敏  

摘要： 针对可穿戴医疗设备精确测量微小人体生理信号的需求,以明胶、炭黑为材料,弹性织物为基底,结合浸渍工艺,制备一种基于明胶复合材料的高灵敏柔性裂纹传感器。阐述传感器制备流程,分析测试碳酸氢钠对明胶复合材料的改性原理,优化明胶复合材料配比及制备工艺,对柔性传感器静动态特性进行测试后将其应用于人体腕部桡动脉脉搏波测量。结果表明:基于明胶复合材料的高灵敏柔性裂纹传感器具有高灵敏度(8%应变时GF~12381)、快速响应时间(78 ms)。将传感器安装于压力检测装置内部,结合脉搏波测量系统,实现对腕部桡动脉脉搏的精确测量,为可穿戴实时脉搏波提取提供了解决方案,对促进柔性可穿戴设备的发展具有重要意义。

关键词： 热塑性碳纤维复合材料   复合材料   磨削温度   温度场仿真   热传导   表面质量   热损伤   数值仿真  

摘要： 热塑性碳纤维复合材料对切削热敏感,为了更好地研究磨削温度对其加工性能的影响,本文建立了磨削温度场仿真模型,以获取不同铺层方向以及磨削参数下的温度分布特征,进而探究磨削温度与表面质量的关联关系。结果表明:建立的温度场仿真模型有效的预测了磨削温度,误差小于12.37%;磨削热主要沿纤维方向传导,导致不同铺层方向材料表面的磨削温度呈现明显的差异;当磨削温度超过80℃时,磨削表面树脂涂覆现象明显,并且随着温度的增加损伤加重。

关键词： 微波阵列   复合材料   气体传感   丙酮气体  

摘要： 设计了一种基于互补开口谐振环(CSRR)的微波阵列气体传感器,在3-5 GHz产生了4个独立的传输零点。利用高压静电纺丝技术和HCl-LiF刻蚀法分别制备了纳米SnO_(2)和MXene,采用机械混合法制备SnO_(2)-MXene复合材料。在微波阵列谐振器敏感区域上分别沉积SnO_(2)和SnO_(2)-MXene敏感材料并放置在不同的丙酮气体环境下(10×10^(-6)~500×10^(-6))研究气敏特性。实验结果表明,在室温下,SnO_(2)对10×10^(-6)下丙酮响应表现为回波损耗的变化,灵敏度为22 mdB/10^(-6)。SnO_(2)-MXene复合材料对10×10^(-6)丙酮的灵敏度是纯SnO_(2)的2.32倍。此外,还验证了基于SnO_(2)-MXene的微波气体传感器具有良好的气体选择性和长期稳定性。研究结果表明,将复合气敏材料和微波阵列器件相结合所制备的基于SnO_(2)-MXene的微波气体传感器适用于工业和实验室中丙酮气体的高性能检测。