关键词： 甲基丙烯酸锌   磁响应生热   形状记忆   四氧化三铁   增容补强  

摘要： 四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))纳米粒子分散到聚合物基体中制备形状记忆复合材料时,往往会受限于纳米粒子的团聚,造成力学性能下降和加热速率降低。文中设计利用甲基丙烯酸锌(ZDMA)改性杜仲胶(EUG)/Fe_(3)O_(4)复合材料,制得EUG/Fe_(3)O_(4)/ZDMA磁、热双响应形状记忆复合材料。探究了ZDMA含量对EUG/Fe_(3)O_(4)/ZDMA复合材料的力学性能、升温速率、磁响应形状回复率及Fe_(3)O_(4)纳米粒子分散状态的影响。结果表明,随着ZDMA含量的增加,Fe_(3)O_(4)纳米粒子的团聚现象得到了明显改善;ZDMA具有补强作用,EUG/Fe_(3)O_(4)/ZDMA复合材料的拉伸强度从16.7 MPa增加到23.5MPa,提高了40.7%;动态力学热分析表明,EUG/Fe_(3)O_(4)/ZDMA复合材料在3次循环下的形状固定率和形状回复率均在97%以上;随着ZDMA含量的增加,EUG/Fe_(3)O_(4)/ZDMA复合材料在交变磁场中升温速率提高,可实现快速非接触式加热,最短在27 s即可实现形状回复。

关键词： 石英纤维增强聚酰亚胺   复合材料   低温冷却   铣削性能   刀具使用寿命  

摘要： 为了改善和抑制干切削下的石英增强聚酰亚胺复合材料的加工缺陷,对该材料进行超低温冷却铣削加工,并针对常规干切削缺陷,对比分析复合材料加工形貌、表面粗糙度值和刀具磨损以及切削区温度等性能。结果表明:相对于干切削且不同切削速度条件下,超低温冷却能够有效抑制低速干切削石英纤维起毛和高速干切削聚酰亚胺黏结剂的烧蚀缺陷,加工表面质量都得到有效改善,加工表面粗糙度随切深的增加呈先降低后增大趋势;刀具耐用度获得明显提高。

关键词： 纤维/基体界面   微观力学   湿热老化   脱黏行为   应力集中系数   有限元分析   复合材料  

摘要： 通过ABAQUS计算软件对干态和湿热老化后的断裂纤维尖端周围的纵向脱黏行为进行研究。提出双线性牵引-分离定律与库仑滑动摩擦定律耦合来建立纤维/基体界面本构模型。结果表明:树脂的塑性性能和应变软化效应对界面脱黏行为同样有很大的影响,通常树脂应变软化效应越好,界面处越难脱黏;湿热老化使界面的性能下降,导致界面更低的应力传递能力,加快了界面剥离,产生更长的脱黏区域;湿热老化降低了相邻纤维上的最大应力集中系数(SCF),证实了差的界面在应力传递方面效率低下。干态下,高的应力集中系数往往会导致相邻纤维更容易发生断裂,纤维断裂快速扩展。该研究为更好地理解各种力学性能参数对纤维/基体界面的纵向脱黏行为以及湿热对单向CFRP纵向拉伸破坏的影响提供了依据。

关键词： 纤维缠绕   张力控制   遗传算法   模糊控制   PID   复合材料  

摘要： 玻璃纤维缠绕是复合材料制造的主要工艺,放卷张力控制的精度将直接影响缠绕成型产品的质量。为了达到纤维恒张力缠绕的要求,针对纤维缠绕过程中张力控制存在多扰动、时变、非线性等问题,通过建立放卷侧力矩平衡方程,分析卷径、加速度等因素对张力动态性能的影响,基于改进遗传算法的模糊PID控制策略,优化控制参数。通过模拟计算结果可以看出,优化后的模糊PID控制器能显著减小张力的超调量,有效抑制速度扰动时的张力波动,对参数的变化具有较好的鲁棒性。并通过实验验证了优化后的模糊PID控制器在张力控制系统中的可行性。

关键词： 发射筒   碳纤维复合材料   损伤失效   数值仿真  

摘要： 为探究碳纤维复合材料在便携式武器中的应用,开展了发射筒结构性能与复合材料铺层方法的技术研究。通过试验获取某型发射筒的工作压力,并应用有限元数值仿真方法建立不同的碳纤维复合材料铺层模型,进而对发射筒在工作载荷下的力学性能进行研究。研究结果表明,碳纤维铺层方式对发射筒的刚度及损伤失效有较大影响。发射筒在相同工作压力、相同铺层层数和总厚度的条件下,铺层方式Ⅰ的发射筒结构最大变形为2.41 mm,方式Ⅱ最大变形为7.66 mm,后者是前者的3倍多。根据Hashin失效准则,方式Ⅰ的碳纤维筒体未出现损伤,方式Ⅱ的筒体除中间第6~12层纤维层未出现损伤外,其余各层均萌生了较大范围的起始损伤点。研究结果可为发射筒的结构设计和碳纤维复合材料铺层方案提供参考。

关键词： 纳米材料   污泥处理   复合材料  

摘要： 随着石油化工行业的不断发展,含油污泥的产生及其处理已成为一大环境难题。传统的处理方法,如机械脱水、焚烧、填埋等,存处理效率低下、成本高昂、易引发二次污染等问题。纳米材料以其独特的物理化学性质,如高比表面积、高反应活性和优良的吸附能力,在含油污泥处理领域展现出巨大潜力。本文综述了纳米材料在污泥处理中的应用,包括纳米材料的特性、处理机制,并对未来的研究方向进行了展望。

关键词： 生物油   金属有机骨架   生物炭   四环素   吸附  

摘要： 为应对水体中抗生素污染对生态环境和人类健康的威胁,同时推动重质生物油高值化利用,研究致力于开发一种具有高吸附容量和高稳定性的多孔碳材料。针对传统生物炭吸附剂孔隙结构单一、表面活性位点不足等问题,结合金属有机骨架模板法与化学活化协同策略,通过调控生物油重质组分的碳化过程,探究其对四环素的吸附机制,为绿色吸附材料的规模化应用提供理论支持。研究以生物油重质组分为可再生碳源,通过一锅法同步整合2-甲基咪唑锌盐与KOH活化剂,在高温碳化过程中实现模板定向造孔与化学活化的协同效应,制备多孔碳材料。为揭示协同机制,对比制备了仅含模板(HZ-800)、仅含活化剂(HK-800)及两者协同(HZK-800)的3类材料。系统采用比表面积分析、微观形貌表征等方法解析材料结构特性,通过系列吸附试验考察环境条件对四环素去除效率的影响,并结合动力学模型、等温线拟合及热力学参数计算阐明吸附机理。结果表明:模板与活化剂的协同作用有效构建了层次化孔隙网络,HZK-800展现出显著优化的比表面积与良好的孔隙结构,其吸附性能远超单一处理材料。该材料对四环素的最大吸附容量达到464.55mg/g,且在强酸、强碱环境中仍保持稳定吸附效率。结构表征证实,锌盐模板引导形成介孔框架,活化剂刻蚀产生丰富微孔,而生物油芳香组分碳化形成高稳定性的石墨化材料,三者协同实现了孔隙结构与表面化学性质的调控。研究开发的HZK-800多孔碳在吸附容量、环境适应性和循环稳定性方面展现出显著优势,不仅为抗生素污染治理提供了经济高效的解决方案,也为生物质资源的高效转化与功能化碳材料设计提供了新思路,对推动水处理吸附技术的绿色化发展具有一定的实践意义。

关键词： 光催化   二氧化碳还原   甲酸盐   共价有机框架   碱式碳酸铅   活性位点   复合材料   非贵金属  

摘要： 光催化二氧化碳还原是将二氧化碳转化为燃料或化工原料,以应对环境污染与能源危机的一种可持续有效策略。然而,该过程中的还原产物选择性较低这一问题亟待解决。共价有机框架(COFs)材料,因具有高比表面积、高孔隙率、结构可调性和强可见光吸收能力等优势,近年来在光催化领域中受到广泛的关注。由于COFs材料缺少二氧化碳还原所需的活性位点,因此限制了其实际应用。碱式碳酸铅(Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2))作为一种高选择性电催化剂,可有效地将二氧化碳还原生成甲酸盐,并将其引入COF体系中,从而提升体系的催化性能。首先在无氧高温条件下,采用油浴法合成TP-COFs,然后通过原位光化学与湿化学反应,将Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)负载于TP-COFs上,最终制备出TP-COFs/Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)复合材料。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对TP-COFs/Pb_(3)(CO_(3))_(2)(OH)_(2)复合材料进行表征,发现该复合材料为两相良好接触的片状材料;通过微量气体分析系统配备气相色谱仪测试发现,该复合材料在二氧化碳还原制甲酸盐的过程中表现出优异的效率和选择性,甲酸盐产率高达28.5 mmol·g^(-1)·h^(-1),选择性超过99%。光催化二氧化碳还原制备甲酸盐的策略,为未来开发高效光催化提供了重要参考,并为实现二氧化碳资源利用开辟了新路径。

关键词： 胶原纤维   石墨相氮化碳   生物碳   光催化   Cr(Ⅵ)  

摘要： 以制革领域中废弃的皮胶原纤维为原料,基于鞣制化学中的矿物鞣制原理,将钨离子负载在皮胶原纤维上,并经过高温热解得到负载氧化钨的生物炭材料(C/WO_(3)),最后采用机械混合法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与C/WO_(3)进行复合,制备得到g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)光催化剂。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和荧光光谱等进行形貌结构和性能的表征,并且以Cr(Ⅵ)作为目标污染物,研究了g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)对Cr(Ⅵ)的去除效果。结果表明,g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)比表面积达到244.62 m2/g,远高于单独的g-C_(3)N_(4)(9.95 m2/g),同时g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)的光催化性能明显提升。Cr(Ⅵ)的去除实验表明,当催化剂用量为0.1 g,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L,溶液pH为2时,g-C_(3)N_(4)/C/WO_(3)对Cr(Ⅵ)的去除率高达99.99%,并且几乎不受水中共存物质的影响,循环性能比较稳定。

关键词： 超高分子量聚乙烯纤维   基体层   非织造   增强层   广角布  

摘要： 文章提供了基于超高分子量聚乙烯纤维的复合材料增强体的制备工艺流程。该纺织结构增强体的制备方法是将非织造材料作为基体层,将广角布作为基体层的增强层,使得制备的纺织结构增强体具备较强的抵抗纵、横向变形能力和优越的综合力学性能。文章的研究成果对开发纺织结构增强复合材料具有一定的参考价值。