关键词： 聚乙烯   γ射线辐照   后辐射氧化反应   傅里叶变换红外光谱  

摘要： 聚乙烯(PE)辐照后接触氧气时发生的长期、缓慢反应即后辐射氧化反应对辐射改性PE材料的长期使用性能产生重要影响。本研究选用超高分子量聚乙烯薄膜(UHMWPE)、高密度聚乙烯薄膜(HDPE)和低密度聚乙烯薄膜(LDPE)三种典型的PE材料,采用γ射线对其进行辐照,利用傅里叶变换红外光谱对后辐射氧化反应羰基产物进行定量分析,研究温度、氧气分压和吸收剂量等因素对PE后辐射氧化行为的影响。结果表明:UHMWPE和HDPE具有明显的后辐射氧化现象,而LDPE的后辐射氧化反应微弱;UHMWPE和HDPE的后辐射氧化反应常温下可以长时间维持,且50℃时反应速率最大,70℃以上时氧化反应仅能维持几小时。后辐射氧化反应与氧气分压和吸收剂量呈显著的正相关性。本研究不仅为理解PE后辐射氧化反应提供了新视角,还可为完善辐射改性PE材料的加速老化评价方法提供指导。

关键词： SnO_(2)/rGO复合材料   微波辅助法   光敏性能   UV光   响应值  

摘要： 由于光生电子-空穴对的快速复合,使得纯SnO_(2)对UV光的敏感性较弱。本文采用微波辅助法成功制备了SnO_(2)/rGO复合材料,并采用悬涂工艺将SnO_(2)/rGO浆料涂覆到叉指电极上,制成厚膜型光敏传感器器件,通过SEM、XRD和Raman分析了样品的形貌、物相及缺陷类型,并研究其对紫外(UV)光的敏感特性。结果表明:rGO较为均匀地分布在SnO_(2)颗粒之间,有效抑制了SnO_(2)纳米颗粒的团聚,同时SnO_(2)/rGO复合材料中的空位缺陷增多。随着工作温度的升高或UV光强度的降低,其响应值均减小。较纯SnO_(2),SnO_(2)/rGO复合纳米材料对UV光的响应值提高了153.39%,响应时间由51 s缩短至28 s。SnO_(2)/rGO复合材料对UV光响应的增强是基于样品中空位缺陷浓度的增大以及rGO对SnO_(2)能级的改变和提供的载流子传输通道。

关键词： 飞机副油箱   铺层设计   复合材料   静力分析   冲击分析  

摘要： 为了减轻飞机重量并提高其机动性能,将复合材料应用于飞机副油箱结构轻量化设计中。纵向拉伸试验结果验证了具有防雷击功能试样件力学性能预测仿真模型的准确性,并类比建立副油箱有限元模型。针对复合材料蒙皮加筋结构,提出了一种铺层顺序优化方法,基于副油箱在静载及冲击工况下的不同铺层方案中蒙皮的力学响应,确定最佳铺层方案中铺层角度基本循环单元,结合各铺层角度,优化了蒙皮的铺层顺序,并完成强度校核。结果表明:优化后副油箱蒙皮在静载工况下的最大应变降低了4.95%,冲击工况下降低了12.6%,同时蒙皮的强度、刚度也得到了提升,验证了此种优化方法的可靠性。研究成果可为飞机副油箱等复合材料壳体加筋结构的设计及制造提供指导。

关键词： 丙烯酸酯共聚物   分散剂   氢氧化铝   环氧树脂   复合材料  

摘要： 以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为单体,通过自由基溶液聚合合成了丙烯酸酯共聚物分散剂P(BA-AA-HEA),并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征及分析。将P(BA-AA-HEA)应用于超细氢氧化铝粉体颗粒在环氧树脂基体的分散中,探究添加P(BA-AA-HEA)的添加量对氢氧化铝-环氧树脂复合材料的粘度、抗沉降、稳定性和剪切强度等系数的影响,并与市售Y016分散剂做对比。结果表明,P(BA-AA-HEA)和Y016分散剂都能使氢氧化铝粉体颗粒更容易分散在环氧树脂基体中,有效使氢氧化铝-环氧树脂复合材料更具有流动性,粘度降低了60%左右。同时,与市售Y016分散剂相比,采用P(BA-AA-HEA)制备的氢氧化铝-环氧树脂复合材料具有更好的抗沉降性能、稳定性和更高的剪切强度。具体来说,与Y016分散剂组相比,P(BA-AA-HEA)组在保持氢氧化铝-环氧树脂复合材料粘度在26000 mPa·s左右的同时,还具有优异的氢氧化铝粉体颗粒抗沉降效果,如7天内无明显沉降;加入P(BA-AA-HEA)后,材料的剪切强度由9.246 MPa提高到11.617 MPa。本研究结果有望用于环氧树脂体系配方的工业化应用。

关键词： 钛酸锂   还原氧化石墨烯   表面改性   电化学性能  

摘要： 为了得到循环稳定性和倍率性能优异的钛酸锂(LTO)负极材料,将质量浓度不同的氧化石墨烯与LTO材料进行物理混合,再通过热处理方法制备出还原氧化石墨烯包覆钛酸锂(LTO@rGO)复合材料。通过X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和电化学工作站对复合材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行表征和测试。结果表明:氧化石墨烯质量浓度为2mg/mL时,在电流密度为1C条件下,LTO@rGO复合材料初始比容量为168mAh/g,经过50次循环后容量为165.2mAh/g,具有优异的电化学性能。

关键词： 原位合成法   碳纳米片   铜基复合材料   冷变形与退火   拉伸性能  

摘要： 铜基体组织调控是突破碳纳米片/铜复合材料强度-塑性倒置关系的有效途径。本文采用粉末冶金技术原位合成碳纳米片/铜复合材料,并对其进行冷轧变形和退火处理,探究冷轧变形及退火温度对原位碳纳米片/铜复合材料微观组织和力学性能的影响及作用机制。结果表明:在轧制过程中,原位碳纳米片/铜复合材料中铜基体的晶粒尺寸随变形量增加而减小,形成{110}〈113〉织构,同时位错密度也显著增大。在晶粒细化、形变织构和位错强化的共同作用下,原位碳纳米片/铜复合材料的强度显著提高,尤其是变形量为40%时,增强效果最明显,复合材料的屈服强度、抗拉强度分别达到332 MPa、375 MPa,较未变形的复合材料分别提高了73.8%和22.1%,但由于织构的形成,复合材料的塑性变形能力降低,伸长率仅保持在6.7%。退火后,由于铜基体内的位错回复或再结晶,晶粒取向也更加均匀,冷变形碳纳米片/铜复合材料的强度略有降低,但塑性回升,在200℃时表现出最佳的强度与塑性匹配。此时,复合材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到284 MPa、373 MPa和10.6%,其抗拉强度较初始态提高了21.5%,而伸长率仅降低2.1%。

关键词： 尼龙6   热塑性   复合材料   工艺方法  

摘要： 尼龙热塑性复合材料的制备方法主要有热熔预浸料法和原位聚合法。相较于原位聚合法,热熔预浸料方法制备其复合材料成本高、效率低。针对尼龙热塑性复合材料高效、低成本制造的迫切需求,本文以纤维增强尼龙6复合材料为研究对象,综述了原位聚合制备尼龙6热塑性复合材料的工艺方法的研究进展,主要的工艺方法包括浇注、离心与旋转、拉挤以及液体模塑成型,着重论述了该种热塑性复合材料液体模塑成型工艺方法,并对其发展方向进行了简述。

关键词： 陶瓷复合装甲   SiC陶瓷   纤维复合材料   失效模式   碎块统计   12.7 mm穿甲燃烧弹  

摘要： 陶瓷-纤维复合靶板是当前轻型防护工程中常用的装甲结构。对于复合装甲的弹道性能国内外学者已经进行了大量的研究,然而对于硬质弹芯和陶瓷-纤维复合靶板作用过程中的破碎特征研究相对较少。弹芯和陶瓷材料的破碎情况对整体复合装甲的防护性能存在较明显的相关性。本文利用12.7 mm的穿甲燃烧弹正侵彻SiC陶瓷-纤维复合靶板,在保证复合靶板面密度相近的情况下,设计了3种不同厚度比的Kevlar/SiC-碳纤维增强环氧树脂基复合材料(T300)-超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合靶板。通过观察回收的弹芯和陶瓷-纤维复合靶板的整体破坏形貌,分析了弹芯和纤维层合板的主要损伤模式。同时对回收的弹芯和陶瓷碎块进行多级筛分称重处理,得到了复合靶板在不同厚度比下弹芯和陶瓷的碎块质量分布符合幂律分布规律。实验结果表明:9 mm SiC+4 mm T300+10 mm UHMWPE的厚度组合在3种不同厚度比中的抗侵彻性能最优,将1 mm厚的SiC陶瓷替换成1 mm厚的碳纤维T300在降低质量的同时可以提高复合装甲的防护能力。复合靶板的失效破坏模式包括陶瓷在高速冲击下形成陶瓷锥和径向裂纹。UHMWPE层合板由拉伸波造成的层间分离现象,背部凸起永久塑性变形及主要为剪切力导致穿孔失效。碳纤维T300层合板损伤形式主要是剪切力导致的十字型脆性断裂,同时伴随冲塞碎块的脱落。弹芯头部主要呈现粉碎性磨蚀破碎,对于较大的弹芯碎块主要是由剪切应力和拉伸应力共同作用下的拉剪失效断裂。陶瓷-纤维复合装甲理想模型是在陶瓷后加入较高刚度的弹性材料同时背板应选择具有高抗拉强度及良好冲击韧性的材料。

关键词： Pickering乳液   β-胡萝卜素   中空介孔二氧化硅   类胡萝卜素裂解双加氧酶   香气成分  

摘要： 【目的】促进类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCDs)降解β-胡萝卜素产生烟用香料裂解产物。【方法】构建了一种基于固体纳米颗粒稳定作用的水包油Pickering乳液,探讨在相同浓度下,市售介孔二氧化硅纳米颗粒(mesoporous silica nanoparticles,MSNs)与制备的中空介孔二氧化硅纳米颗粒(hollow mesoporous silica nanoparticles,HMSNs)对负载β-胡萝卜素Pickering乳液理化性质、微观结构的影响。为达到类胡萝卜素裂解双加氧酶与底物β-胡萝卜素接触的目的,将这两种Pickering乳液环境用作高性能界面催化平台,促使酶促反应的发生。比较在不同环境中,底物发生酶解反应后产生的香气成分和相对含量占比。【结果】(1)具有中空结构的HMSNs内部比表面积为396.361 m^(2)·g^(-1),孔容量为0.296 cc·g^(-1),平均孔径为5.880 nm,分别是MSNs的1.9倍、3.1倍和1.4倍。(2)HMSNs/MSNs Pickering乳液粒径平均尺寸分别为30μm/45μm,前者乳液液滴尺寸更小,残留乳液体积分数更高,乳液体系更稳定,可以有效提高类胡萝卜素裂解双加氧酶的催化活力。(3)CCDs在HMSNs Pickering乳液环境中,裂解β-胡萝卜素产生80种烟用香气化合物成分,较以MSNs为界面的乳液增加了36种化学成分。【结论】为类胡萝卜素裂解双加氧酶在该水油界面环境中裂解β-胡萝卜素,以及制备卷烟应用效果较好的β-胡萝卜素降解产物提供了理论依据。

关键词： 民机   复合材料结构   一体化设计   仿真  

摘要： 复合材料结构一体化设计已逐渐成为现代飞机设计的必要手段,对提升飞机结构效率、缩短研制周期、降低研制成本至关重要。本文总结了以多层级仿真与验证为基础的一体化设计技术在民机复合材料结构型号研制中的应用,并以混合结构热应力分析方法开发为例,说明了积木式仿真与验证的工作思路与流程。