关键词： 直接复合压缩成型   碳纤维   复合材料   收敛口模   纤维取向  

摘要： 直接复合压缩成型(DCCM)技术因其高效和低成本的特点越来越多地被应用于汽车行业碳纤维复合材料复杂零部件的生产制造。为解决由DCCM技术制备的碳纤维/尼龙6(CF/PA6)复合材料制品力学性能差、纤维取向紊乱的问题,使用收敛口模,采用熔体剪切流动诱导纤维取向的方法,制备具有良好纤维取向的坯料,然后通过压缩成型制备具有良好力学性能的CF/PA6复合材料。对复合材料中心截面抛光,使用ImageJ软件中的OrientationJ插件对抛光平面显微图中纤维取向角分布进行识别提取。通过对纤维取向角统计分布数据进行正态分布拟合来表征纤维取向程度,定量分析了CF/PA6复合材料在挤出过程中纤维质量分数、纤维长度和挤出宽度对纤维取向分布的影响。结果表明,纤维长度对纤维取向影响较小,纤维质量分数对纤维取向影响较大,而挤出宽度对复合材料中的纤维取向影响最大。当挤出宽度从8 mm增加到14 mm时,纤维沿挤出方向取向角正态分布方差增加了26.05,纤维取向程度被严重削弱。与随机取向的复合材料相比,当纤维质量分数为30%、纤维取向角为0°、挤出宽度为8 mm、纤维长度为212μm时,复合材料的拉伸强度提高了23.94%。

关键词： 纳米金   氧化石墨烯(GO)   四氧化三铁   催化   酸性橙Ⅱ  

摘要： 以溶剂热法合成磁性的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒,改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),氧化还原法合成纳米金。用超声将Fe_(3)O_(4)和GO结合,并用聚乙烯亚胺(PEI)负载纳米金,制备出具有三层结构的纳米材料Fe_(3)O_(4)/GO/Au。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、紫外可见分光光谱(UV-Vis)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对合成的材料进行表征。将制备的Fe_(3)O_(4)/GO/Au、Fe_(3)O_(4)/GO作为催化剂对比降解酸性橙Ⅱ(AOⅡ)。研究Fe_(3)O_(4)/GO/Au催化剂用量、酸性橙的浓度对AOII降解效果的影响。结果发现,Fe_(3)O_(4)/GO/Au对酸性橙具有良好的催化降解效果。该材料有望用于对食品、环境和工业中有机染料等污染物催化降解。

关键词： 牙种植   牙科材料   聚醚醚酮   生物相容性   复合材料  

摘要： 聚醚醚酮及其复合材料因其良好的生物相容性、力学性能和耐腐蚀性,在口腔种植领域引起广泛关注。聚醚醚酮的低弹性模量与人颌骨相近,有助于减少种植体周围的应力遮挡效应,从而提高骨整合率。本文综述聚醚醚酮及其复合材料在口腔种植领域应用的最新研究进展,包括材料合成、表面改性技术以及在种植体-基台-冠复合体及种植体支持全口义齿支架等方面的应用。

关键词： 高性能复合材料   建筑工程   应用  

摘要： 随着科技的不断进步和建筑行业的快速发展,高性能复合材料在建筑工程中的应用日益广泛。这类材料以优异的物理力学性能、良好的耐久性和可设计性,逐渐成为现代建筑领域不可或缺的重要元素。本文将从高性能复合材料概述入手,探讨其在保温隔热、结构加固与修复、门窗性能优化等多个方面的应用,以期为建筑工程的设计、施工及材料选用提供有益的参考和指导。

关键词： 核-壳结构   复合微球   无皂乳液聚合   聚苯乙烯   二氧化硅  

摘要： 二氧化硅微球是核酸提取、核酸检测的重要试剂,然而亚微米级的单分散二氧化硅微球较难制备。本文通过制备单分散的羟基及羧基表面改性的聚苯乙烯微球,并以其为核,在其表面生长二氧化硅壳层,制备了一系列粒径在250 nm~1μm之间的单分散聚苯乙烯-二氧化硅核-壳微球,为制备新型单分散核酸提取试剂提供了一种新的方法。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)对制备的复合微球进行了性能表征。结果表明,分别以丙烯酸、丙烯酸2-羟乙酯作为功能单体和苯乙烯共聚,通过无皂乳液聚合法,制备出了单分散的羧基化或羟基化的聚苯乙烯微球,通过调控体系内电解质浓度可以实现微球粒径在250 nm~1μm之间的可控化制备。进而以羧基化或羟基化的聚苯乙烯微球作为模板制备核-壳聚苯乙烯-二氧化硅复合微球。通过TG表征可知,以羧基化聚苯乙烯微球为模板制备的核-壳微球二氧化硅的质量占整体的52.97%;以羟基化的聚苯乙烯微球作为模板制备核-壳微球二氧化硅的质量占整体的48.10%。以羧基化聚苯乙烯微球为模板制备的亚微米级核-壳聚苯乙烯-二氧化硅微球时,二氧化硅壳层更加致密,相容性更好。

关键词： 深度学习   复合材料结构   课程设计   教学改革  

摘要： 紧密围绕“以学生为中心”的工程教育理念和新工科建设内涵和需求,结合实际教学实施过程,以深度学习为目标开展教学设计与改革,体现过程考核,促进学生学习的深度思考、深度参与、深度迁移、深度反思。教师将工程实践和科研项目中的相关经验融入课程设计的教学过程中,结合生产实习的实践环节,增强学生学习主动性,整合加强专业知识,提升学生分析和解决复杂工程问题的能力,同时提高学生责任意识、团队合作等方面的素质。

关键词： 复合材料优化方法   机翼   响应面优化   有限元分析   无人机   结构设计  

摘要： 随着碳纤维复合材料的发展,因其比强度高、比刚度高等优点成为了无人机机翼设计的首选材料。根据大展弦比无人机机翼建立了三维模型,通过ANSYS中ACP模块校核了机翼复合材料的强度、刚度及稳定性,基于响应面优化(Response Surface Optimization)中的多目标遗传算法(MOGA),对复合材料的铺层角度、厚度、区域进行了分级优化。在150 m/s飞行速度工况下,优化后机翼最大变形由原来的20 mm变为33 mm,Tsai-Wu因子由0.53变为0.586,在符合性能要求的前提下重量下降45.4%,为无人机增加载荷能力或延长续航时间提供了方便。该优化方法为针对复合材料在航空结构的优化设计提供了参考。

关键词： 复合材料气瓶   疲劳寿命   椭球比   扁平异形  

摘要： 针对大椭球比扁平复合材料气瓶的疲劳失效问题,以TA1钛合金为超薄壁内衬(0.8 mm)、碳纤维/环氧树脂为复合材料层、椭球比为2.3∶1的扁平复合材料气瓶为研究对象,分析影响气瓶疲劳失效的主要因素。结合寿命预测模型,确定了气瓶的疲劳寿命、疲劳失效位置及其变化规律,并开展试验验证。结果表明:疲劳寿命预测结果与试验结果吻合率达93%;采用实体单元SOLID185与壳单元SHELL181组合建模方法,可有效模拟多层铺设结构的疲劳寿命;大变形扁平气瓶在升/泄压过程中,内衬弹性变形随压力降低可回弹,其永久塑性变形和材料断裂应变直接影响疲劳寿命;选择最佳自紧压力有助于扩大气瓶弹性工作范围,当自紧压力从18 MPa增加至24 MPa时,疲劳寿命由99次提高至304次,提升幅度达207%。研究成果可为大椭球比扁平复合材料气瓶的研制提供参考。

关键词： 海上风电   塔架   复合材料   结构设计  

摘要： 中国海上风电进入规模化、高效化开发阶段。支撑海上大型风电机组需要结构性能更好和经济性更优的新型塔架形式。预应力复材双壁风电塔架是香港理工大学研发的一种新型塔架,具有耐久性好、承载力大以及稳定性高等特点,可以提高塔架服役全寿命周期的经济性。以支撑12 MW海上风电机组的预应力复材双壁塔架为实例,基于现行设计规范要求和有限元模型,对预应力复材双壁塔架的结构分析方法和设计过程进行了研究。结果表明:预应力复材双壁塔架的频率能够符合风电机组要求;塔架具有较高的压弯、受剪和受扭承载力,满足承载能力极限状态要求;塔架在正常使用极限状态下的应力、应变、混凝土裂缝宽度及塔顶变形均小于现行规范限值;采用一种简化方法评估了塔架截面的疲劳性能,截面钢管和混凝土均符合疲劳要求。可以为预应力复材双壁风电塔架的设计和工程应用提供参考。

关键词： 共价有机框架   高效液相色谱   固定相   复合材料  

摘要： 共价有机框架(COFs)具有高稳定性、易修饰性和结构可设计性等优点,被视为新型高效液相色谱固定相的有力选择。尽管COFs用作色谱固定相的应用尚在初始阶段,但开发新型固定相材料,以实现高效的分离,依旧是分离科学领域亟待攻克的重要难题。COFs与硅胶(SiO_(2))的复合材料(COFs-SiO_(2))结合了COFs孔道可调节的特性与SiO_(2)的强机械稳定性和耐压性,在色谱分离领域展现出巨大潜力。本文综述了COFs作为固定相材料的优势,并详细介绍了COFs-SiO_(2)复合材料通过三嗪环、亚胺键、腙键和硼键等不同连接方式的设计及其在手性化合物、异构体分离以及复杂样品(市售药品、环境水样)中的应用。进一步展望了COFs-SiO_(2)在高效液相色谱中的应用前景。