关键词： 水泥基复合材料   混凝土抗渗性能   纳米SiO_(2)改性水泥浆液   实验研究  

摘要： 混凝土抗渗性能关乎建筑结构耐久性,本文主要探讨水泥基复合材料对其抗渗性的影响。介绍了PVA纤维、玄武岩纤维增强水泥基材料及纳米SiO_(2)改性水泥浆液的分类与特性,从微观结构、化学反应、力学性能三方面阐述影响机制。通过实验,对比不同掺量、基体饱和度及表面处理下材料的界面剪切强度、毛细吸水系数、抗渗等级等指标。实验结果表明,纳米SiO_(2)改性水泥浆液在不同饱和度下均表现出优异的抗渗性能,而纤维增强材料则在干燥基体中表现更优。

关键词： 植物基磁性复合材料   磁性纳米粒子   吸附剂   染料  

摘要： 植物基磁性复合材料是将磁性纳米粒子与植物基原料相结合的复合材料,具有可持续性、经济性、环境友好性、能够与污染物相互作用的表面活性位点的多功能性,以及易于从水介质中磁分离的优势。综述了植物基磁性复合材料的种类、制备方法及对染料的吸附性能;概述了植物基磁性复合材料对于染料的吸附等温线模型、吸附动力学模型的分析结果;阐述了植物基磁性复合材料对染料的吸附机理。在合成工艺、系统评估环境风险和工业化应用需解决的问题等方面提出了进一步深入研究的建议。

关键词： 复合材料   耐压舱   有限元   夹层结构   减重  

摘要： 本文以水下1000 m复合材料耐压舱为研究对象,针对技术指标要求,对耐压舱进行复合材料夹层结构设计,通过有限元计算、铺层的多次迭代设计和结构校核,最终设计了带有内环筋,隔层面板和泡沫这种特殊“三明治”夹芯结构的碳纤维复合材料耐压舱,重量较铝合金结构减重40%。对制备的耐压舱试件进行15 MPa外压试验考核。试验结果表明,制备的复合材料耐压舱在使用条件下未发生渗水及结构破坏,能够在实现减重的同时满足使用要求,设计的复合材料夹层结构安全可靠,为未来水下耐压舱体的设计提供一定的参考依据。

关键词： 纤维素纳米纤维   硅烷   Pickering乳液   稳定性  

摘要： 利用十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)对纤维素纳米纤维(CNF)进行硅烷化改性,并探究改性产物硅烷化CNF(H-CNF)质量分数对其乳化性能及形成的Pickering乳液性质的影响。通过X射线衍射谱图、傅里叶变换红外光谱对H-CNF进行结构表征,并测定Pickering乳液液滴的粒径分布、微观形貌及Zeta电位,以乳脂指数(CI)表征Pickering乳液的稳定性。结果表明,当硅烷化改性时HDS与CNF质量比为5∶1时,制备的H-CNF的三相接触角为(87.6±0.6)°,润湿性能适中;随着H-CNF质量分数由1.0%增加至2.5%,Pickering乳液液滴的Zeta电位降低,乳液液滴粒径明显减小,CI降低,Pickering乳液稳定性提高。

关键词： 复合材料   工字形芯体   拉挤工艺过程   热传递和固化模拟   工艺参数  

摘要： 通过COMSOL软件对复合材料绝缘子芯体的拉挤工艺进行有限元模拟,本研究旨在调整和优化工艺参数,并为实际生产提供参考。将基体树脂的固化放热等效为内热源,对复合材料拉挤过程中的温度场和固化度场进行耦合,模拟芯体截面不同位置处的温度和固化度变化。通过模拟分析圆形和工字形截面芯体在相同工艺参数下的差异,重点考察了拉挤速度、模具温度和初始物料温度等参数对工字形芯体温度和固化度的影响。结果显示,与圆形截面芯体相比,工字形芯体显示出更小的温度梯度、更快的固化速率和更优异的固化度。有限元模拟为工字形芯体拉挤工艺参数提供理论参考,将模拟得到的最佳工艺参数应用于实际生产后,成功获得了致密均匀的环氧树脂基复合材料芯体,且实际生产结果与模拟结论一致。

关键词： 复合材料   集装箱   蜂窝板材   连接结构  

摘要： 本研究基于铁路用集装箱减重、防腐、抗冲击等使用需求,提出采用玻璃纤维增强复合材料制造铁路用集装箱。集装箱设计尺寸为长6058 mm×宽2550 mm×高2896 mm,可装载30 t的散装货物,用于装运腐蚀性较强的散装材料,通过材料性能对比,主体结构选用金属框架,壁板选用航空级蜂窝板材。通过对集装箱结构的防腐蚀、顶部防水、箱体强度、面板增强、面板和框架连接的优化设计以及箱体3D建模分析,完成复合材料集装箱的整体设计制造,最后通过结构强度试验及道路试用试验验证了复合材料壁板组成的集装箱能够满足使用工况要求。本研究提出的复合材料铁路集装箱的制造方案满足了强腐蚀性矿料等散货装运使用要求,显著提高了运输能效,降低了碳排放,研究具备一定的实用价值和应用前景。

关键词： 复合材料   复合材料模压成型工艺   应用技术  

摘要： 随着科技的飞速发展以及工业生产需求的持续攀升,各行业对于材料性能的要求愈发严苛,此时复合材料的优势逐渐体现出来,复合材料能够融合各种不同材料的优点,应用于不同行业更多的场景。而复合材料模压成型工艺作为复合材料成型的关键制造技术更是被大家广泛关注,它具备生产效率高的特点,通过标准化的模具以及相对稳定的成型流程,可以实现大规模、批量化生产,能够高效地满足多样化工程部件的生产需求,这对于现代工业大规模生产的节奏十分契合。深入对复合材料模压成型工艺进行研究,有助于进一步优化工艺参数、改进模具设计、提高材料利用率等,从而推动整个相关工程行业的发展。本文通过研究复合材料模压成型工艺的原理和步骤,列举这项工艺在不同领域的应用。

关键词： 环氧化硅橡胶   聚酰胺6   碳纤维增强复合材料   增韧改性  

摘要： 采用熔融共混法制备环氧化硅橡胶/甲基硅橡胶(ESR-5/PDMS)增韧聚酰胺6/碳纤维复合材料,研究了ESR-5/PDMS复配增韧体系中环氧基团含量对PA6基复合材料力学性能、冲击性能、耐热性能和微观结构的影响。结果表明,当增韧复配体系中ESR-5和PDMS各为10份时,通过原位接枝反应提高了硅橡胶与PA6的界面作用力,从而提高复合材料的抗冲击和抗损伤能力,23、-20、-60℃的缺口冲击强度相较于PA6/CF复合材料分别提高了73.6%、178.0%、196.8%,在低温环境下表现出优异的抗冲击性能,并且最大程度地降低弹性体的引入使体系力学性能下降的影响;同时改善了复合材料的热稳定性能,ESR-5/PDMS增韧体系为碳纤维增强聚酰胺6复合材料在低温环境下的应用提供了可行性方案。

关键词： 聚碳酸酯   氮化硅   热学性能   绝缘性能   力学性能  

摘要： 研究改性Si_(3)N_(4)掺量对氮化硅/聚碳酸酯(Si_(3)N_(4)/PC)复合材料的热学性能、绝缘性能和力学性能的影响。结果表明:Si_(3)N_(4)掺量较少时,Si_(3)N_(4)分布均匀;Si_(3)N_(4)掺量过大容易引起Si_(3)N_(4)聚集和不均匀分布。随着Si_(3)N_(4)掺量的增加,复合材料的热导率和热稳定性得到提高,体积电阻率和介电常数逐渐增大,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度逐渐降低,压缩强度逐渐增大。Si_(3)N_(4)掺量较少时,热导率、热稳定性、绝缘性能和压缩强度增长较快,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度降低较慢;Si_(3)N_(4)掺量较高时,热导率、绝缘性能和压缩强度增长变慢,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度降低较快,热稳定性有所降低。Si_(3)N_(4)掺入质量分数为30%时,Si_(3)N_(4)/PC的综合性能较好,与纯PC相比,热导率提高538.9%,质量损失5%时的温度提高37℃,体积电阻率和介电常数提高179.6%和22.6%,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别降低6.7%、5.0%和7.1%,压缩强度提高16.6%。

关键词： 树脂基复合材料   单胞模型   吸湿曲线   缠绕圆环   表面浓度   有限元仿真  

摘要： 对高纤维体积含量的复合材料缠绕圆环吸湿行为进行了研究。建立了规则排布、交错排布、纤维居中、基体居中等4种周期单胞模型。基于质量扩散与热传导方程形式等效原理,采用瞬态热分析完成了水分子扩散的有限元仿真,解释了纤维体积含量增加会显著降低扩散速率的现象。对比了瞬时平衡、线性增长、幂增长、指数增长等不同表面浓度边界条件下的吸湿动力曲线,二次函数增长模型的吸湿率在吸湿初期增长平缓、中期迅速增长、后期又变平缓直至达到平衡吸湿率,更加符合高纤维体积含量的复合材料吸湿行为。设计完成了温湿度45℃/60%条件的2组T700/环氧树脂复合材料缠绕圆环吸湿实验,规则排布基体居中型的单胞模型预测的吸湿曲线与实验结果吻合最好,平衡吸湿率和平衡时间的预测偏差分别为3.6%和6.3%。