关键词： 纳米材料   ZnFe_(2)O_(4)@Ag   抑菌   抑菌机制   磁分离  

摘要： 由于传统抗生素和抗菌剂的过度使用,导致大量耐药菌滋生,对社会公共安全和人类健康产生严重威胁。因此,迫切需要开发新一代的抗菌材料来应对耐药菌危害。本文以三氯化铁(FeCl+(3))、氯化锌(ZnCl_(2))和醋酸钠(NaOAc)为原料,采用“一锅法”合成磁性ZnFe_(2)O_(4)纳米微球,并把平均粒径尺寸为8.8 nm的银纳米颗粒(Ag NPs)吸附到ZnFe_(2)O_(4)表面,制备得到ZnFe_(2)O_(4)@Ag磁性纳米复合材料。该材料可有效防止Ag NPs的团聚,同时小粒径的纳米银可大幅度提升复合材料的抑菌活性,且Zn和Fe元素的引入可提升生物相容性。采用TEM、XPS、XRD、UV-Vis、FTIR及VSM等对复合材料进行系统表征。以革兰氏阴性菌大肠杆菌(***)、革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(***)为测试菌,研究复合材料的抑菌活性和抑菌机制。实验结果表明:ZnFe_(2)O_(4)@Ag在浓度为200μg/mL时,60 min内对***和***的抑菌活性可达到99.9%,抑菌机制显示:ZnFe_(2)O_(4)@Ag破坏细菌细胞壁与细胞膜,使细菌内溶物及离子泄露,从而使细菌渗透压失衡,导致细菌死亡。同时该复合材料的生物相容性较Ag NPs也大幅度提升。

关键词： 复合材料   板壳耦合结构   改进傅里叶级数   振动特性   层合板  

摘要： 复合材料层合板(壳)因其具有高比强度和高比刚度优势而在航空航天、船舶等领域中的应用越来越广泛,同时其结构的整体动力学性能也备受关注。文章以一类可应用于航空或船舶的整体式层合开口板-柱壳功能结构为研究对象,建立了能够求解任意开孔参数、耦合角度以及复杂边界条件下的节段分析模型。然后基于一阶剪切变形理论,采用改进傅里叶级数作为试函数,通过弹簧模型来模拟边界条件与相邻子结构的耦合关系,用Rayleigh-Ritz方法求解固有频率和模态。分析结果表明,所建立的层合板壳耦合结构模型可适用于各类复杂边界条件,且通过算例证明了该方法的准确性,可为类似的复杂层合板壳耦合结构的动力学分析与设计提供通用的模型基础。

关键词： 金刚石/铜   界面改性   品级   导热系数   抗弯强度  

摘要： 金刚石增强体及界面改性对金刚石/铜基复合材料的导热性能具有重要影响,基于此,利用振荡热压烧结方法制备了金刚石/铜基复合材料,并研究了金刚石表面热扩散法镀W工艺、金刚石品级及含量对镀层物相、微观形貌及其复合材料微观组织和性能的影响。结果表明:金刚石镀覆时间和品级对镀层物相组成没有显著影响,对镀层质量的影响呈先上升后下降的趋势,更加均匀、致密的镀层可以改善金刚石/铜的界面结合,获得高导热的复合材料。另外,金刚石的体积分数同样对复合材料的性能产生重要影响。随着金刚石含量的增加,复合材料的导热系数先增加后减小。在金刚石镀覆时间为60 min、品级为2160、体积分数为50%时,复合材料具有较好综合性能,其致密度、导热率和抗弯强度分别为99.59%、592 W/(m·K)和125 MPa。

关键词： Fe-TiB_(2)复合材料   机械合金化   微纳混杂增强   强-韧协同   高模量钢  

摘要： 高模量钢用Fe-TiB_(2)复合材料的强-韧协同提升依然面临挑战,微米和纳米尺度的TiB_(2)颗粒混杂增强基体的方法是解决上述问题的有效策略。采用机械合金化法以及放电等离子烧结成功制备了微/纳TiB_(2)颗粒混杂增强Fe基复合材料,并研究了颗粒含量对复合材料烧结体组织和性能的影响。结果表明,采用机械合金化法预制Fe-5%Ti合金粉末的基体成分改性方法,成功抑制了Fe_(2)B的生成。根据“逐级细化、逐级分散”的制粉策略不仅使得微/纳TiB_(2)颗粒均匀分散在基体中,又保证了细化过程中新鲜陶瓷断面能与Fe基体形成干净界面。其中含5%(体积分数)TiB_(2)的复合材料的综合力学性能最优:其密度为7.3g/cm^(3),硬度为445HV,屈服强度达1210MPa,抗压强度达1850MPa,伸长率为23%。对于解决高模量钢用Fe-TiB_(2)复合材料强-韧协同提升具有重要意义,也为解决纳米颗粒增强体在基体中“易团聚,难分散”的难题提供了解决思路。

关键词： 铝基碳化硅   超快激光   能量吸收   能量传递   微纳结构   加工工艺  

摘要： 铝基碳化硅(SiC/Al)复合材料具有高强度、低密度等优异性能,广泛应用于航空、航天等领域。然而,SiC/Al复合材料的硬度和熔点都较高,电火花、机械加工等传统加工方法存在加工效率低、质量一致性差等问题。近年来,超快激光因具有极短脉冲宽度、极高脉冲能量等特点,有望成为SiC/Al复合材料新的高效高质表面加工方法。阐明材料对激光能量的吸收及传递是揭示超快激光加工复杂物理化学过程的首要解决的问题。此外,明确材料的去除机制是实现高精高效超快激光加工的关键,为按需制备表面微纳功能性结构提供了理论基础。因此,针对SiC/Al复合材料超快激光表面加工过程,总结了超快激光与材料相互作用时的能量吸收、能量传递和材料去除机制的研究现状;其次,分析了SiC/Al复合材料超快激光表面微纳结构制备工艺与表面润湿性、胶接性能等应用现状;最后,梳理了SiC/Al复合材料超快激光表面加工目前面临的挑战和未来发展趋势。

关键词： 环氧复合材料   植物纤维   声学性能  

摘要： 选用未处理及处理的竹纤维、麻纤维和椰子纤维增强环氧复合材料,通过试验,评估了纤维质量分数从0增加至20%时复合材料的声学性能变化。试验结果显示,随着植物纤维质量分数的增加,复合材料的声传播速度和声反射系数降低,而声衰减系数和声吸收系数则有所提升。这表明植物纤维的引入及其表面处理显著改善了环氧复合材料的吸声性能,为声学材料的设计提供了新的视角和数据支持。

关键词： 园林绿化废弃物   响应面法   木塑复合材料   生物炭含量   物理力学性能  

摘要： 为实现园林绿化废弃物高值化利用,拓宽木塑复合材料的使用范围,以园林绿化废弃物和聚乳酸为原料、生物炭为增强剂,选取杨木粉含量、模压温度、模压压力和保压时间4个因素进行Box-Benhnken试验,运用响应面法对木塑复合材料的模压工艺参数进行优化,并分析生物炭含量对复合材料物理力学性能的影响。结果表明,试验最优工艺参数为杨木粉含量41.31%,模压温度170℃,模压压力11.49 MPa,保压时间10 min;添加生物炭可较好地改善木粉和聚乳酸界面相容性,提高复合材料的力学性能,随着生物炭含量的增加,复合材料的力学性能先上升后下降,当生物炭含量为2.0%时,弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为32.00 MPa、3.20 GPa和3.47 kJ·m^(-2),吸水率最小,显气孔率最低,复合材料的综合力学性能最佳。以上研究结果为生物炭改善木塑复合材料性能提供依据。

关键词： 钴酸镍   亲水碳布   微波吸收   复合材料   水热法   反射损耗   有效吸收带宽   热裂解  

摘要： 随着智能电子设备的普及,电磁辐射污染问题愈发严峻,开发新型高性能微波吸收材料已成为当下新材料领域的一大研究热点。由于微波吸收材料的吸波性能在高温条件下会出现不同程度的衰减,因此,针对高温环境下微波吸收材料的吸波性能变化及热裂解特性展开研究。采用简易水热法与高温煅烧相结合的工艺,将钴酸镍(Nickel cobalt oxide,NiCo_(2)O_(4))成功负载于亲水碳布(Hydrophilic carbon cloth,HCC),获得具有优异热稳定性和微波吸收性能的NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料。通过SEM、XRD和XPS对NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料进行了微观结构与材料成分分析,通过VNA和TGA-IR对NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料进行了吸波性能和热裂解特性测试。结果表明,针状NiCo_(2)O_(4)均匀地负载于HCC表面,这为NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料引入了磁损耗。与纯HCC基体相比,针状NiCo_(2)O_(4)与HCC形成的异质界面结构使NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料的微波吸收能力得到显著提升。XRD和XPS分析结果表明,NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料中的NiCo_(2)O_(4)为尖晶石结构。当填充的NiCo_(2)O_(4)质量分数为25%及厚度为4.98 mm时,NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料的反射损耗(RL)高达-50.00 dB。TGA-IR分析结果表明,NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料在25—800℃范围的质量损失率主要源于HCC上功能基团和NiCo_(2)O_(4)的分解。经25—800℃的高温热裂解后,NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料的RL为-48.67 dB,较热裂解前的RL强度损失率小于5%,表明该复合材料在高温环境下依然保持着良好的微波吸收性能。制备的NiCo_(2)O_(4)/HCC复合材料有望成为高温微波吸收材料的潜在选择之一,为指导该材料在高温场景中的实际应用提供一定的理论支撑。

关键词： PBAT   改性   发泡   应用  

摘要： 随着对可持续发展和环境保护的关注度增加,传统塑料材料面临着严重的环境问题。在此背景下,PBAT作为一种热塑性生物降解塑料材料逐渐受到关注。本文主要综述了近年来PBAT发泡改性材料的研究进展,包括改性方法和技术、发泡方法、性能表征以及应用领域及前景等。通过对相关文献的系统阅读和分析,为读者提供PBAT发泡改性材料的全面了解,并探讨其未来的发展趋势。

关键词： 高性能复合材料   竹束单板层积材   静态挠度   振动测试  

摘要： 本研究对比分析了新型高性能复合材料竹束单板层积材(BLVL)与传统的OSB楼板在建筑地板应用中的性能。研究发现,BLVL在1 kN静态挠度测试中表现优于OSB,挠度降低了22.33%。在振动测试中,BLVL的一阶自振频率为13.769 Hz,较OSB低8.2%,而二阶和三阶频率则分别提高了9.7%和6.2%。此外,BLVL的行走荷载响应中的均方根加速度比OSB降低了45.07%。这些结果表明,BLVL不仅能满足现代建筑的性能要求,还具有显著的环境优势,适合作为未来建筑地板的主要材料。